碳纳米管自1991年首次发现以来,已引起物理、化学和材料等学科的极大兴趣。由于其独特的结构和优良的性能,是一种理想的金属基复合材料增强体。但由于碳纳米管具有很强的范德华力,很难以在基体中均匀分散和有效结合,从而限制了其应用范围。因而,开辟出一条新颖而有效的复合制备路线意义重大。网络互穿结构复合材料的组织结构均匀性较好,具有优良的力学、热学和摩擦学性能等。本论文尝试了两条复合路线来制备具备网络结构的碳纳米管铜基复合材料。首先,通过对碳纳米管的混酸处理和氨水处理,在不使用乳化剂的情况下,采用反相微乳液法合成了形状较为规则的碳纳米管球。并比较了不同油相、酸处理时间、水相中碳纳米管含量、搅拌蒸发温度对微球的形成和形貌的影响。结果表明:采用蓖麻油作为油相,使用酸化处理1.5 h后的碳纳米管在85℃下能制备出直径为2~20μm的碳纳米管微球。碳纳米管微球的形成机理初步认为是:被混酸和氨水处理后的碳纳米管表面被酰胺化,在反相微乳液体系中,依靠它们之间的静电相互作用以及官能团间的化学作用,自组装成紧密稳定的球形结构。比表面积和孔径分析结果表明:碳纳米管自组装成微球后比表面积比原始碳纳米管的略有下降,而总孔容则有所提高了。然后,以碳纳米管微球作为多孔炭骨架,对进行了铜粉的熔渗。由于铜对碳纳米管的浸润性较差,且液态铜具有较大的表面张力,因而熔渗效果不理想。其次,采用明胶对碳纳米管进行修饰,在碳纳米管骨架形成的过程中,进行铜粉预埋,进而通过固化、炭化、还原、热压等热处理工艺,制备了具有网络互穿结构的碳纳米管铜基复合材料。SEM照片表明:复合材料具有典型的网络穿插结构。摩擦磨损试验结果表明,随着碳纳米管含量从0wt%增加到9wt%,复合材料的摩擦系数和磨损失重相比于纯铜分别有大幅度下降。这是由于碳纳米管以网络交联形式分散在铜基体中,起到了承载和传载作用,阻止了在干摩擦过程中铜晶粒的脱落,同时,暴露在复合材料表面的碳纳米管,如同润滑的石墨膜,有效的抑制了钢销与铜基体之间剧烈的刮擦和犁销作用。热物理性能测试结果表明,当碳纳米管含量为9wt%时,其平均热膨胀系数比纯铜下降了27%,但热导率则有较明显的降低。导电性测试结果表明:随着碳纳米管含量从0wt%增加到12wt%,复合材料的的电导率有所下降。此外,研究了不同热压温度、热压压力和原料对复合材料性能的影响。