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目前,工业领域对于具有优异力学与电学性能的高强高导铜基复合材料的需求量日益增加。然而研究发现,铜基复合材料力学性能的提高会降低其电学性能。因此,同时提高铜基复合材料的力学与电学性能是当前研究的热点和难点。石墨烯具有优异的力学和电学性能,是理想的增强体材料。本论文通过第一性原理计算研究了石墨烯掺杂铜基体（Cu-G）的复合材料力电性能,并对Cu-G复合材料拉伸过程的微观机理及强化机制进行了分析。材料的性能与其界面结合的状态息息相关,Ni/Co元素与石墨烯之间具有强烈的耦合作用,与Cu基体也能形成稳定的Cu-Ni以及Cu-Co相。因此,向Cu-G复合材料中掺入Ni/Co元素可望促进复合材料中石墨烯与Cu之间的键合作用,从而使增强体石墨烯充分发挥其优异性能,得到综合性能更加优异的Cu-G复合材料。因此,我们通过第一性原理计算研究了掺入Co/Ni元素的Cu-G复合材料的力电性能,并进一步研究了Ni/Co掺杂对于Cu-G界面微观结构以及电子结构的影响规律,揭示其影响Cu-G界面结合性能的微观机理。鉴于界面处的缺陷如空位,也会影响石墨烯-铜的界面结合,我们用同样的方法研究了空位缺陷与Co原子掺杂共存时对界面结合的影响。本论文研究内容如下:首先,通过第一性原理研究了掺入石墨烯的Cu-G复合材料的结合能（-1.73 eV）、电子态密度以及力学性能。研究结果表明石墨烯会和Cu基体之间发生键合作用,石墨烯可以在Cu-G复合材料拉伸过程发挥协同作用,促进复合材料平行拉伸强度在x与y轴方向上分别达到13与12.5 GPa。同时纯Cu体系与Cu-G复合材料在各个方向上的杨氏模量分别为Cu（x）116 GPa,Cu（y）125 GPa,Cu（z）132 GPa,Cu-G（x）221 GPa,Cu-G（y）203 GPa,Cu-G（z）189 GPa,Cu-G复合材料的杨氏模量得到提升,Cu-G复合材料与纯Cu相比具有更好的综合性能。其次,通过第一性原理探究了掺入Ni/Co元素时对Cu-G复合力电性能的影响。Ni（Co）元素掺杂之后的Cu-G复合材料压缩强度与Cu-G相比较有一定的提高,但是由于Cu-Ni合金以及Co2C的生成使得Cu-G复合材料的抗拉强度下降。最后,通过第一性原理计算研究了Ni/Co原子替位式取代Cu原子对Cu-G复合材料界面结合的影响。计算结果表明,Ni/Co元素的掺入可以促进Cu与石墨烯之间的结合提供作用力,有效的改善Cu-G界面结合。同时,低浓度的Ni或者Co原子掺杂更有利于Cu-G界面的结合。进一步的研究发现界面处的C/Cu空位缺陷也能促进Cu-G界面结合,Co原子掺杂和C空位的相互作用可以最大程度的增强Cu-G复合材料界面处石墨烯和Cu层之间的结合,其界面结合能达到-4.09 eV。因此,在制备Co掺杂的Cu-G复合材料时,在界面处构建C/Cu空位缺陷有助于增强界面结合,Cu-G界面可以更加牢固地结合,石墨烯可以充分发挥优异的综合性能,改善Cu基复合材料的性能,获得性能更加优异的Cu基复合材料。