石墨烯（Gr-Graphene）作为21世纪人类发现的性能最优异的新型材料之一,具有高强度、高弹性模量以及良好的导热和导电性能,有着“新材料之王”的美誉。过往的研究者曾将石墨烯作为增强相添加到金属、聚合物、无机化合物中,以此来探究石墨烯的优异性能是否在形成复合材料之后会得到继承,最后得到的试验结果都是肯定的-石墨烯可以作为一种性能优异的增强相来改变复合材料的各方面性能。过共晶Al-Si合金和普通钢铁材料相比,具有密度小、热膨胀系数低、比强度高等特点,在生产生活中是一种综合性能优异的常用材料,广泛应用于航空航天、汽车、电子封装等领域。但由于过共晶Al-Si合金中的Si含量远超共晶点Si含量,所以Al-Si材料的性能会受到合金中Si颗粒的尺寸及形态影响。为了获得性能优异的Al-Si材料,本课题将不同含量的Gr添加到Al-18Si-3Cu-Mg合金粉末中,制备石墨烯增强铝硅基多元复合材料,并研究石墨烯的添加对Gr/Al-18Si-3CuMg多元复合材料摩擦磨损性能的影响。使用粉末冶金法来制备Gr/Al-Si复合材料,通过添加不同质量百分数的石墨烯获得了四组不同成分的Gr/Al-Si复合材料试样,对试样进行复合材料密度测量、硬度测量、拉伸性能测量、导热性能测量以及摩擦磨损性能的测量,对比不同石墨烯添加量对Gr/Al-Si复合材料性能的影响机制;采用扫描电镜、X射线衍射仪等试验设备对复合材料的微观组织形貌以及内部成分构成进行分析。试验结果表明,石墨烯与Al基体界面结合良好,具有细化Si颗粒效果,Si颗粒弥散分布,Gr/Al-18Si-3Cu-Mg多元复合材料的硬度得到了提高,Gr/Al-Si复合材料的硬度值随着石墨烯质量百分数的逐渐增大（0%、0.3%、0.5、0.7%）呈现先升高后下降的趋势,抗磨性能也得到了提高。在MDW-02往复摩擦磨损试验机上,设定试验力20N,试验行程20mm,试验时间10min,试验频率2HZ,对Gr/Al-Si复合材料进行摩擦磨损试验,得到了摩擦系数随时间变化的摩擦磨损曲线。观察摩擦磨损曲线以及复合材料硬度值,发现石墨烯添加量分别为0%、0.3%、0.5%、0.7%时,复合材料的硬度值呈现先升高后下降的趋势;石墨烯含量为0.5%时,硬度值最高摩擦系数最小,分别为84.8HB和0.48,摩擦系数比未添加石墨烯时降低了28%。同时使用分形理论对磨痕形貌分析,通过Matlab软件编写程序,得到磨痕的分形维数。从分形维数的大小可以看出,当石墨烯添加量为0.5%时,分形维数最小,Gr/Al-Si复合材料耐磨性最好。对磨痕的形貌进行观察,分别使用了扫描电子显微镜（SEM）和激光共聚焦显微镜。从SEM图像和激光共聚焦显微镜三维图像上观察发现,当石墨烯含量为0.5%时,试样的磨损程度最小。所以当复合材料中石墨烯的含量为0.5%时,试样的硬度最高为84.8HB,比未添加石墨烯试样硬度高12.2%;石墨烯含量为0.5%时,复合材料的摩擦系数最小,为0.48。