具有低热膨胀与高热导率的材料在电子和航空工业具有广泛的应用。这种材料主要用作热沉或电子封装材料,通过直接接触元器件的发热部分起到保护和导热的作用。同时,这种应用要求材料具有与基板相似的热膨胀系数来减小在循环使用过程中由于热膨胀差异而产生的裂纹。钛酸钡是典型的ABO₃型铁电体,在升温到居里温度相变点附近发生铁电顺电相变时具有可观的负膨胀效应,体膨胀系数可达-50×10^-6℃^-1,是具有潜力的陶瓷增强体材料。同时,通过在钛酸钡陶瓷中掺杂不同含量的锶元素,可以对钛酸锶钡的居里温度进行调控从而改变其负膨胀相变温度区间。本文使用不同锶含量的钛酸锶钡(Ba_1-xSr_xTiO₃,BST)陶瓷作为增强体,通过热压烧结的方法,制备了BST体积分数为40vol.%的BST/Cu复合材料。分析表明,通过热压烧结的方法制得的复合材料其成分准确,复合材料致密,增强体分散均匀,现有工艺切实可行。对其热膨胀性能进行测试表明,在室温至300℃的测试温度范围内,20BST/Cu的复合材料具有更低的热膨胀曲线。随着热循环次数的增加,其平均热膨胀系数会有一定程度的下降。同时,随着温度的升高,BST/Cu复合材料的热导率下降,比热容升高。压缩性能测试表明,20BST/Cu的复合材料具有最高的压缩强度与压缩断裂延伸率。本文中采用非均相沉淀的方法在BST陶瓷增强体颗粒表面进行了Cu₂O包覆,并对不同Cu₂O包覆量CuO/BST/Cu复合材料的热物理性能进行了研究。实验结果表明,复合材料中Cu₂O的引入使Cu-Cu₂O与Cu₂O-BST界面形成了半共格的界面关系,提高了界面结合。与未包覆的BST/Cu复合材料相比,其压缩性能大大提高,成分为5%Cu₂O/BST/Cu的复合材料具有最好的力学性能,其压缩断裂强度为729.8MPa,压缩断裂延伸率为32.03%。同时研究表明,一定含量的Cu₂O能够松弛复合材料的残余应力,从而改变复合材料中BST陶瓷的相转变行为。原位XRD分析表明,复合材料中残余应力的降低有助于复合材料中T相的含量的增加,从而降低复合材料的热膨胀系数。热膨胀测试表明,成分为15%Cu₂O/BST/Cu的复合材料具有最低的平均工程热膨胀系数11.51×10^-6℃^-1,同时还具有良好的热膨胀循环稳定性。导热性能测试表明,成分为5%Cu₂O/BST/Cu的复合材料具有最高的导热系数,这可能是良好的界面结合促进声子传递导致的。同时,由于较高的金属体积分数,复合材料的电导率也达到了31.9%～41.1%IACS。一定条件的退火处理使复合材料中的残余应力松弛,从而影响复合材料的热膨胀性能。对不同锶含量的BST/Cu复合材料进行不同条件下的退火处理研究表明,达到最低热膨胀系数的的最佳退火条件分别为:10BST/Cu,200℃、8h;20BST/Cu,200℃、4h;30BST/Cu,200℃、12h。