随着轨道交通技术装备的快速发展,列车IGBT等电力电子器件功率密度不断提高,热疲劳对器件的影响越来越显著,这对电子封装和电子散热材料提出了更高的性能要求。本文以石墨烯（G）增强铜基复合材料为研究对象,采用基体合金化和放电等离子烧结相结合的方法制备了还原氧化石墨烯/铜钛（RGO/CuTi）复合材料。该复合材料具有较高的热导率,低热膨胀系数,高屈服抗拉强度。通过测试表征重点研究了该复合材料的界面结构和界面产物。并采用基于密度泛函理论的第一性原理计算软件对复合界面进行模拟仿真,在原子电子尺度研究了复合界面的结合机制。主要研究结果如下:（1）球磨处理CuTi混合粉末,使得CuTi混合粉末具有较高的比表面积,有利于RGO在混合粉体中均匀分散。烧结时采用了相对较低的SPS温度（700℃）和较短的保温时间（5 min）,在复合界面处原位形成了Ti₈C₅相。Ti₈C₅相是由G中的非晶态碳纳米层/纳米颗粒中的活性碳源与CuTi基体中的Ti反应,并成核生长形成的。Ti₈C₅相在界面处起到铆钉的作用,使得G紧密结合在CuTi基体上,提高了界面的载荷传递能力,降低了界面热阻。1.5 vol%RGO/CuTi复合材料与未增强的CuTi合金相比,屈服强度和抗拉强度分别提高了106.2%和57.7%,屈服-拉伸比和均匀延伸率分别提高了68.2%和13.7%。1.5 vol%RGO/CuTi复合材料的热导率为358 W/m·K,与纯Cu相比提高了6.9%,CTE值为15.4ppm/K,与未增强的CuTi合金相比降低了10.9%。（2）通过第一性原理计算对复合界面仿真模拟时得到,G/Ti吸附模型的吸附能较高,G与Ti原子之间的相互作用较强。在G同时吸附Cu原子和Ti原子时,G优先与Ti原子产生相互作用,且在Ti原子处同时存在Ti-C共价键和Ti-Cu金属键。在G/Cu Ti界面模型中,界面处原子间的电子相互作用大于外层原子间的电子相互作用。G/Cu Ti界面处的电子转移量大于G/Cu界面处的电子转移量。G/CuTi界面处的共价作用更强,界面结合强度更高。