石墨烯因其具有很高的断裂强度而成为复合材料的理想增强材料,而石墨烯增强金属基复合材料相关研究工作尚需要大量研究数据支持;此外,目前激光3D打印用金属粉体材料的研究工作开展得还不够充分。基于此,本研究采用优化Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),并将其与PVA改性的纯铝进行复合,分别通过冷压烧结(CPS)、等离子电火花烧结(SPS)和激光3D打印三种成型工艺分别制备了石墨烯纳米片(graphene nanosheets,GNS)/Al复合材料,研究了不同工艺方法对复合材料的致密度及其力学性能影响规律。利用光学显微镜、激光共聚焦显微镜、扫描电子显微镜及EDS分析、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱等表征分析手段,对所制备的复合材料进行检测与分析。结合实验结果与分析,得到如下主要研究结果:(1)采用CPS、SPS和激光3D打印成型三种成型工艺制备的GNS/A1复合材料中,GNS均能均匀地分布在铝基体内,GNS与铝基体的界面结合良好,没有出现大块石墨烯纳米片团聚的现象,也无Al4C3等脆性相形成;(2)采用CPS工艺制备的GNS/Al复合材料中仍然有未被还原的GO,而采用SPS工艺制备的复合材料中的GO得到很好的还原;(3)当GO的添加量为0.3 wt%时,所制备的GNS/Al复合材料致密度最高,其中采用SPS成型工艺制备的复合材料的最高致密度为95.4%,而CPS成型工艺制备的复合材料的最高致密度为92.1%;(4)0.3 wt%的GO添加量工艺条件下,分别采用CPS、SPS和激光3D打印成型工艺制备的GNS/Al复合材料的显微硬度值分别为22.01HV,22.39H V和77.5HV,其中激光3D打印成型的复合材料硬度值最高;SPS成型工艺制备的复合材料的压缩屈服强度和强度极限值最高,分别为62.7 MPa和79.9 MPa。