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具有优异的热/电学性能和力学性能的碳纳米管(Carbon nanotubes,CNTs),是制备高性能铜基复合材料(Copper matrix composites,CMCs)的理想增强体。但CNTs因范德华力导致其易团聚,很难在铜基体中均匀分布,并且与金属铜界面润湿性差,限制了 CNTs强化效率的提升。针对这些问题,本文提出向Cu-CNTs二元体系引入CuxO以改善Cu/CNTs界面润湿性的思路。实验采用溶液法预先原位合成CNTs-CuxO复合粉末,之后通过粉末冶金将其与Cu粉复合,分别制备了 Cu-CNTs、Cu-CNTs-CuxO复合材料,通过物相分析、微观组织观察、宏观力学性能和电学性能的测试,分别研究了 CNTs和CuxO的体积分数对CMCs性能的影响,并对其强化机理进行了详细阐述。针对Cu-CNTs体系的研究结果表明:通过低能球磨结合放电等离子烧结(Spark Plasma Sintering,SPS)的粉末冶金工艺,可以获得致密性良好的纯Cu和CMCs,CNTs在铜片层上均匀分布,而且在烧结及热挤压过程中出现了铜晶粒的择优取向。铜中加入1.0%CNTs,可在保持基体较高电导率(94.7%IACS)和塑性(EI=31.3%)的同时,明显提高其抗拉强度(259 MPa),这得益于CNTs的细晶强化和弥散强化、以及Orowan效应的综合作用。但在受到外应力作用时,Cu/CNTs间的弱机械结合界面易于萌生裂纹或缺陷,导致CNTs的强化效果降低。基于此,本文提出向Cu-CNTs复合材料引入CuxO以提高Cu/CNTs界面的结合能力。结果表明,溶液法原位合成了具有内嵌结构的CNTs-CuxO复合粉末,细纤维状的CNTs与多面体CuxO颗粒相互嵌合,颗粒粒径介于2～5μm之间。所合成的CuxO有Cu20和CuO两相,在其与Cu粉混合烧结的过程中会发生CuO相向Cu2O相的转变。固定CNTs的添加量不变,向Cu-CNTs体系引入低含量(≤2.37%)的CuxO,复合材料仍保持基体较高的电导率(≥93.4%IACS)和延伸率(≥29.0%),但其抗拉强度基本不变(257 MPa)。这归因于 Cu2和Cu基体间结合牢固的半共格界面,使CMCs在受到拉应力作用时而长时间不断裂,获得较高的塑性,但CuxO颗粒包裹的团聚态CNTs,以及聚集在一次颗粒边界上的增强相,会限制CNTs强化作用的发挥。另一方面,团聚态CNTs减少了基体电子传输的阻碍,使得电导率升高。当CuxO含量增加至9.47%时,基体强度得到提高的结果是延伸率(5.7%)的明显下降。