本文探索了复合电沉积法和放电等离子烧结（SPS）相结合的方法制备层状碳纳米材料增强铜基复合材料的基本工艺,对复合材料的显微组织、力学性能和强韧化机制进行了研究和讨论。本论文首先采用复合电沉积法制备了碳纳米材料/铜基复合薄膜,通过控制复合电沉积的工艺参数,得到微观结构不同的复合薄膜,使其作为构建层状复合材料的结构基元。其次,采用不同的叠加方式将复合薄膜进行叠加,对层状结构进行调控。最后,采用SPS工艺对叠加好的复合薄膜畸形烧结,得到具有层状复合材料。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜以及力学拉伸实验研究了不同结构参数层状材料的显微组织和力学性能,分析了层状结构对复合材料变形的影响,并讨论了复合材料的强韧化机制。研究了复合电沉积制备碳纳米/铜基复合薄膜的工艺。实验使用铜盐溶液、浓硫酸和碳纳米管（石墨烯）分散液配制复合电沉积溶液,然后将两块含磷铜板作为阳极,钛为阴极置于电镀槽中,使用直流电源作为实验电源进行复合电沉积。实验表明,复合薄膜的微观形貌和碳纳米相的含量与电流密度相关,随着电流密度的增大,复合薄膜的碳纳米相含量不断增加,当电流密度达到2 A·dm^-2时出现了碳纳米相团聚的现象。复合薄膜中铜的晶粒大小同样受电流密度的影响,通过对不同电流密度下得到复合薄膜进行晶粒统计发现,随着电流密度的增加,复合薄膜中铜的晶粒大小不断减小。通过对实验结果的分析表明,当复合电沉积得电流密度小于1.5 A·dm^-2时,复合薄膜中的碳纳米相可以保持良好的分散,并且碳纳米管（石墨烯）保持了相对完整的结构。改变复合电沉积的工艺参数,可以对复合薄膜进行结构调控,复合薄膜的微观结构是影响层状复合材料的关键因素。实验将复合电沉积得到的复合薄膜通过不同的方式进行叠加后,使用SPS烧结制备得到层状碳纳米管铜基复合材料。利用场发射扫描电镜、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。实验表明,同一参数复合薄膜叠加制备得到的复合材料随着电流密度的增加,碳纳米管含量的增加,复合材料的屈服强度和抗拉强度逐渐增加,并且因为引入了层状结构延缓了裂纹的扩展,复合材料的延伸率同样保持在较高的水平。但当复合材料中的碳纳米管发生团聚现象时,复合材料的综合力学性能出现了明显的下降。在不同参数复合薄膜交替叠加得到的复合材料中,1/1.5 CNT/铜复合显示出了最高的屈服强度和抗拉强度,分别为282 MPa和370 MPa,同时延伸率达到35.5%,与相同参数下制备的复合材料进行比较,1/1.5复合材料不但保留了电流密度为1 A·dm^-2时所制备的复合材料的高延伸率,同样保留了电流密度为1.5 A·dm^-2时复合材料所具有的高强度。这说明不同参数结合制备层状复合材料的力学性能可以保持单一参数所制备的复合材料的高强度和高延伸率。其力学性能不但具有单一参数复合材料的高强度,同时保持了其高的延伸率。通过复合电沉积获得的每层碳纳米管的均匀分布确保了复合材料的高强度。同时,通过层状结构的协同变形,CNT/Cu复合材料获得了良好的延展性。