随着科技的发展,人们对金属材料提出了更高的要求,传统的金属材料已经越来越难以满足实际生产的需求。碳纳米管（Carbon nanotubes,CNTs）因其优异的综合性能被用作金属基复合材料的增强体,其中CNTs增强铜基复合材料因其较高的强度和良好的塑性受到了人们的广泛关注。但由于CNTs本身的性能特点,其增强效果远低于预期目标。因此,实现CNTs在基体中的均匀分散、与基体形成良好的结合界面是提高CNTs增强铜基复合材料综合性能的关键。鉴于此,本研究以CNTs增强铜基复合材料为研究对象,通过对CNTs的结构及复合材料界面的结构进行改善与调控,进一步提高CNTs增强金属基复合材料的综合力学性能。本论文首先对CNTs进行氧化裂解处理。通过浓硫酸的酸化作用和高锰酸钾的强氧化作用,使CNTs管的外层管壁发生裂解,获得兼具CNTs的管状结构和石墨烯纳米带（Graphene Nanoribbons,GNRs）片层结构的CNT-GNR混合体。随后利用分子级共混法（Molecular Level Mixing,MLM）制备CNT-GNR/Cu复合材料:首先将分散均匀的CNT-GNR悬浮液与乙酸铜溶液混合,在搅拌条件下向混合溶液中滴加氢氧化钠和葡萄糖溶液。在水热条件下将还原得到的产物进行脱水,最后得到增强体分散均匀的CNT-GNR/Cu₂O复合粉末。复合粉末经还原后通过放电等离子烧结（Spark Plasma Sintering,SPS）得到复合块体材料。利用X射线衍射仪、红外光谱、拉曼光谱、场发射扫描电镜、透射电子显微镜以及力学实验机对复合材料的微观结构和力学性能进行检测。研究结果表明,对CNTs进行氧化裂解处理后,增强体与铜基体的接触面积增大,CNT-GNR的表面缺陷增多,并嫁接上了大量的含氧官能团,在复合材料的固结过程中,CNT-GNR上的含氧官能团通过与铜基体反应,在界面处形成了纳米尺度的Cu₂O颗粒,使增强体与铜基体的界面结合由机械结合界面转变为化学/反应结合界面,从而大大提高了界面结合强度和增强体的载荷传递效率。其中增强体含量为1vol.%的CNT-GNR/Cu复合材料的抗拉强度和延伸率分别达到了457 MPa和22%,相比于增强体含量相同的CNTs/Cu复合材料分别提高了10%和120%。为了进一步改善界面结合强度,本论文还以CNT-GNR为增强体,通过在铜基体中加入少量碳化物形成元素铬,制备了CNT-GNR/CuCr复合材料。首先,通过机械合金化制备了CuCr合金基体（其中Cr的添加量为0.2wt.%）,随后,通过溶液混合法,采用高速搅拌及快速过滤将增强体与合金基体混合均匀并获得复合粉末。最后通过SPS烧结获得复合材料。研究了不同体积分数的增强体及复合材料的界面结构对复合材料力学性能的影响。研究结果表明,随着CNT-GNR体积分数的增加,复合材料的抗拉强度不断提高,但塑性随之降低。此外,在复合材料界面处原位生成了Cr₇C₃和Cr₃C₂碳化物。这些碳化物进一步提高了界面结合强度,使增强体的载荷传递效应得到了更充分的发挥。