金属铜具有优良的导电、导热性能,同时具有良好的延展性,易加工。由于铜在电磁炮轨道用材料、汽车轴承、活塞杆等应用方面,要求其具有较高的力学性能、减摩润滑性能等。因此,本文采用具有优异性能的碳纳米管(CNTs)、耐磨氧化铝颗粒(Al2O3)作为增强相,制备铜基复合材料。希望充分发挥碳纳米管、氧化铝和铜自身优良的性能,并通过碳纳米管与氧化铝的协同作用,制备出具有优异性能的新型铜基复合材料。采用化学镀铜工艺,在碳纳米管、氧化铝颗粒表面包覆铜,改善增强相与基体的润湿性,使其在基体中均匀分布。研究了不同含量增强相、不同的制备工艺对铜基复合材料的力学性能和物理性能的影响,为碳纳米管和氧化铝颗粒协同机制提供实验数据并奠定理论基础。同时加入CNTs和A1203后,铜基复合材料在力学性能、摩擦性能、导电性和导热性方面均体现了协同作用。复合材料的维氏硬度提高了67.2%,协同增加幅度为0.3%；抗拉强度增加了63.8%,协同增加幅度为18.8%；磨损率减小了55.9%,协同幅度为35.0%；导电率保持了76.3%,协同增加幅度为15.8%；热导率保持了76.4%,协同幅度为3.2%。为了使铜基复合材料满足需求并具有较长的使用寿命,本文采用了超音速火焰喷涂工艺在基体表面喷涂WC-12Co涂层。测试了涂层性能：涂层表面硬度比涂层截面硬度高。涂层与基体结合处硬度为311.80HVo.05,比基体硬度高；涂层与基体结合强度为60-70MPa；经历46次热循环后,涂层没有失效；涂层磨损率为10-14-10-13m2.N-1数量级,远低于基体。得到了最适用于涂层的条件为转速300-500r·min-1,载荷2-3N。涂层摩擦方式为粘着磨损和磨粒磨损。涂层磨损率随转速的增大,先减小后增大。随载荷的增大而增大：摩擦系数随转速的增大,先增大后减小。导电率平均值为2.69%IACS,孔隙率为2.8%。