铜以其优良的电学和热学性能被广泛的应用于电气和电子等领域。自碳纳米管（CNTs）于1991年被发现以来，因其优良的力学、导热导电性能和极低的热膨胀系数，使之成为理想的金属基复合材料强化相，在提高铜的力学性能的同时保持其较高的电导率。本文应用放电等离子烧结法制备碳纳米管增强铜基复合材料（CNTs/Cu）。采用一个新的混粉分散方法，即片状球磨法：CNTs被表面化学镀铜处理，同时通过球磨将铜粉的形状改变为片状，并且将其与镀铜的CNTs在短时间里高能球磨。应用X射线衍射仪、场发射扫描电镜等分析方法，研究了CNTs/Cu复合材料的微观组织结构。并结合其抗拉强度、延伸率、电导率和硬度确定了复合材料的化学镀和烧结工艺参数。实验结果表明：应用此方法大大提高了CNTs与铜粉的相容性。在对CNTs结构完整性破坏程度最小的情况下，在Cu基体中均匀的分散，且形成了较强的界面结合。CNTs含量为1vol%的CNTs/Cu复合材料的抗拉强度较相同工艺的纯铜提高了30%，电导率仍维持在84%IACS。CNTs/Cu复合材料的界面结合良好，其强化效果来自于铜基体到CNTs的载荷转移。高分辨透射电镜和能谱分析证明部分CNTs/Cu界面存在15nm厚度的Cu2O过渡层。这些化学键结合的氧来自于化学镀的副产物和CNTs表面的官能团，其对提高CNTs在铜基体中强化效率有重要作用。由于有碳化物界面产物的生成，在复合材料中添加少量Ti增强了界面结合强度，提高材料的性能。