铝及其合金导热能力高、力学强度高、密度小以及价格便宜,被广泛应用于高性能的导热材料。随着电子产品和机械设备的不断开发创新与应用,功能越来越强大,同时也不可避免地散发更多的热量。铝及其合金材料的导热能力越来越满足不了现有电子设备对散热的需求。近年来,大量的科研工作旨在开发出以铝及其合金为基材的高导热材料应用于LED散热模块、计算机散热器、高温冷却塔、汽车发动机散热模块,然而,商用的铝及其合金的导热系数仅为201W/mK,已经无法满足大功率LED、高负荷工作的计算机、制冷设备以及发动机等对散热器和散热模块提出的更高散热速度的需求。石墨烯作为新世纪最有潜力的材料其导热系数可高达6000W/mK以上,被认为是最具有广阔应用前景和利用价值的材料。石墨烯虽然具有超高的导热系数,但其往往只能用于填料,使用粉末冶金的方法往铝合金中填充石墨烯显然会破坏石墨烯的结构,降低了其作为导热材料的性能。铜的导热系数为398W/mK,以铝合金为基材使用石墨烯-铜复合电沉积的方法既可以保护石墨烯结构,又对设备要求不高,将更有利于石墨烯材料在散热领域的应用。本研究使用6063铝合金为基材,通过浸锌、电镀底铜,研究添加剂对浸锌的影响。最后电沉积制备石墨烯-铜复合层,成功制备出了石墨烯-Cu/Al导热材料。通过多种测试方法对石墨烯原料、石墨烯-Cu/Al复合材料进行表征、分析、优选工艺,并对材料的导热性能及抗腐蚀性能进行了测试,最后阐明影响石墨烯-Cu/Al复合材料导热性能和抗腐蚀性能的工艺参数,研究结果如下:(1)采用改良的方法配制出可以长期使用的浸锌液。采用改良的铝合金浸锌方法对6063铝合金材料进行化学浸锌,制备出结合力良好、锌晶粒均匀分布、孔隙率低、锌对铝合金表面真实覆盖率良好的镀锌层。获得了具有优良浸锌层的6063铝合金,为后续的底铜电镀提供了强有力的保障,同时分析了浸锌过程的腐蚀与化学镀相转化的过程,构建了铝合金浸锌过程的腐蚀模型。(2)以导热性能和抗腐蚀性能为综合目标对不同来源的石墨烯原料进行研究。三种石墨烯的平均粒径和粒度分布分别为7.66μm和4～11μm、21.48μm和4～50μm、29.91μm和5～70μm;在塔菲尔曲线中,三种石墨烯制备得到的石墨烯-Cu/Al导热材料的腐蚀电流密度分别为7.5×10-7A/cm2、3.47×10-7A/cm2、2.34×10-8A/cm2;平均粒径大的、粒度分布更广的石墨烯制备得到的石墨烯-Cu/Al导热材料抗腐蚀性能更好。这是因为石墨烯粒径小在镀层中电子传递更容易,导致材料更易于腐蚀。三种石墨烯制备得到的复合材料的导热系数分别为247.4W/mK、239.7W/mK、236.1W/mK;平均粒径最小,粒度分布最窄的石墨烯制备得到的材料导热系数最高。(3)不同电沉积温度下制备石墨烯-Cu/Al复合材料的导热系数的测定分析。电沉积温度分别为25℃、40℃、55℃、70℃和85℃,石墨烯-Cu/Al导热材料的导热系数分别为235.8W/mK、239.4W/mK、224.8W/mK、203.2W/mK 和 194.5W/mK。温度为 40℃ 时复合材料的导热性能最佳,由55℃左右开始,复合材料的导热系数开始降低。这是由于温度升高复合镀层中出现氧化亚铜颗粒,由于氧化亚铜与铝基材结合力不好,镀层中容易出现缝隙,同时导热性能差的氧化亚铜阻碍了热传导,两者导致导热系数降低。(4)不同电沉积温度、不同电沉积方式的石墨烯-Cu/Al复合材料的抗腐蚀性能分析研究。电沉积温度分别为25℃、45℃、65℃和85℃时,石墨烯-Cu/Al导热材料的腐蚀电流密度分别为 1.116×10-5A/cm2、1.497×10-5A/cm2、6.235×10-6A/cm2和 5.985×10-5A/cm2。在25℃和45℃电沉积温度下,所制备得到的石墨烯-Cu/Al导热材料的抗腐蚀性能更好。单脉冲沉积方式下,占空比分别为90%、80%、70%和60%时,复合材料的腐蚀电流分别为:6.25×10-9A/cm2、1.103×10-7A/cm2、1.676×10-7A/cm2和1.103×10-7A/cm2,表明大的占空比更有利于复合材料的抗腐蚀性能;与双脉冲沉积相比,单脉冲电沉积得到复合材料的抗腐蚀性能更好。