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碳纳米管（CNTs）增强铜基纳米复合材料具有优异的综合性能,应用前景广阔,但存在许多问题亟待解决,主要包括CNTs在基体中的均匀分散困难和CNT/Cu的界面结合不好。本文利用“酸化+SDBS处理+化学镀+镀后匀质化热处理”的多种协同改性方法将CNTs改性并分散开;利用片状球磨（FBM）法和热压烧结制备了高致密化的CNT/Cu复合材料。研究三种CNT/Cu复合材料中CNTs的分散性、显微组织以及界面构成,揭示了CNTs改性对界面的影响,并探讨了复合材料的各项性能以及CNTs的强化机制。利用磁定向（MAT）法制备了定向Ni@CNT/Cu复合材料,并研究了MAT最佳工艺参数、CNTs定向排列情况、界面构成、力学和电热性能等,揭示了定向排列Ni@CNT/Cu复合材料的定向强化机制。最后,利用内氧化法在CNT/Cu复合材料中原位生成Gd2O3颗粒,制备了一些系列不同配比、不同含量的零维Gd2O3颗粒和一维CNTs纤维协同增强铜基复合材料,并研究它们的显微组织、界面构成和性能,并揭示了不同维度纳米增强相的协同强化机制。主要结果如下:1.酸化处理使得CNTs表面引入了缺陷和丰富的含氧官能团,不仅有利于其在溶液中分散,而且增加了CNTs的化学反应能力,使其易于与Cu基体发生反应生成适量的界面氧化物Cu2O,在界面形成了非连续的较薄的界面过渡膜,极大提高了其界面结合强度,将CNT/Cu界面由结合能低的机械锁合型界面,转化为结合能高的轻度反应的化学键合型界面。2.三种CNT/Cu复合材料的界面性质和结合强度由弱到强依次为:CNT/Cu界面（机械锁合型）<Cu@CNT/Cu界面（氧中间键+氧化学键混合型界面）<Ni@CNT/Cu界面（轻度反应的氧共价键结合型界面）。Ni@CNTs对基体Cu的强化机制:热错配强化贡献最大,贡献率为60.9%;其次为载荷传递强化,贡献率34.7%;细晶强化机制贡献率仅为4.3%。3.磁定向Ni@CNT/Cu纳米复合材料各向异性,其CNTs轴向方向的导热导电性能以及力学性能增强,归因于Cu基体中CNTs的定向排列。1.5vol.%Ni@CNT/Cu复合材料的横向导电率为98.9%左右,比未磁定向样品高19.2%;横向导热率为366.9W/mk,比未磁定向试样高35.9%,甚至比同等工艺制备的纯铜高7.9%。4.在相同制备工艺下,Gd2O3+CNTs协同增强与单一Gd2O3或单一CNTs增强相比,其强度和导电性能均有提高,是多种强化机制协同作用的结果,Gd2O3和CNTs的热错配强化机制对Cu的影响最大,占总贡献率的为49.1%;其次为Gd2O3的Orowan强化,贡献率20.3%;CNTs的载荷传递强化贡献率为12.8%;而二者共同的细晶强化的贡献率最小,仅占4.3%。