随着信息技术的高速发展,电子器件的集成度显著增加,其功率密度不断增大,而散热问题已经成为制约电子设备可靠性和效率的关键,因此迫切需要开发新一代的高导热散热材料。散热材料在具备高导热的同时还需热膨胀系数与电子元器件相匹配,金刚石具有高热导率（1200²000 W/m?K）、低膨胀(2.3×10^-6/K)的优异热物理特性,因此本文利用金刚石颗粒增强铜基体制备高导热、热膨胀系数适宜的新一代散热材料。由于金刚石与铜基体之间不润湿,导致复合材料界面结合较弱,无法发挥金刚石本身优异的热物理性能。本文采用磁控溅射法在金刚石表面进行镀Ti处理,利用声子错配（AMM）模型计算复合材料的界面热阻以及理论热导率,设计合理的镀层厚度,通过气压浸渗法制备金刚石/铜复合材料。利用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、激光导热系数测试仪（LFA）等多种手段,研究了复合材料的微观组织、热物理性能与力学性能。结果表明,金刚石表面镀Ti处理对复合材料的性能有极大的改善,涂层厚度从50nm增加到200nm,镀Ti金刚石/铜复合材料的综合性能先增强后减弱。镀Ti_100nm金刚石/铜复合材料综合性能最高,其导热率为654 W/m?K,相比无涂层金刚石/铜复合材料提高263%;弯曲强度为267MPa,相比无涂层金刚石/铜复合材料提高507%;工程热膨胀系数为5.2×10^-6/K,而无涂层金刚石/铜复合材料工程热膨胀系数为13×10^-6/K。利用化学法将复合材料中的金刚石颗粒萃取出来并进行XRD表征,发现Ti镀层在复合材料制备过程与金刚石反应转变为Ti C。镀Ti_100nm金刚石/铜复合材料界面为一层厚度100nm的不同尺寸Ti C颗粒,不同Ti C颗粒之间无明显位相关系。Ti C层与金刚石颗粒之间为化学键结合,因此结合力较强,界面只存在少量孔隙,其与铜基体间为润湿作用,结合力较弱,界面存在较多孔隙。通过铜铬合金基体在镀Ti金刚石/铜复合材料中引入铬元素,结果表明基体中的Cr元素会在界面处富集,并与从金刚石颗粒表面扩散至界面的C元素反应生成Cr₃C₂,由于Cr₃C₂晶粒粗大且完整,可以阻碍裂纹并增强界面层与铜基体之间的结合力,因此引入Cr₃C₂的镀Ti金刚石/铜复合材料界面结合紧密无孔隙生成。镀Ti_100nm/铜铬合金复合材料的金刚石表面有一层厚度为5μm的石墨层,而镀Ti_100nm/铜复合材料金刚石表面只有厚度为5nm的石墨层。石墨会增强声子散射概率,对复合材料导热性能有不利影响。与此同时Cr₃C₂层的本征热导率较低,因此当Cr₃C₂层厚度大于一定值时复合材料的导热率会下降。对于镀Ti金刚石/铜铬合金复合材料,镀层厚度为200nm时复合材料热导率最高为611 W/m?K,镀层厚度为150nm时复合材料弯曲强度最高为361MPa。综合考虑金刚石/铜复合材料的热物理性能和力学性能,在本文中镀Ti100nm金刚石/铜复合材料具有较高的热导率、适宜的热膨胀系数、一定程度的弯曲强度。可以作为散热材料在微电子芯片、半导体照明、激光器等高功率器件上展现良好的应用前景。