随着电子信息技术向着高功率、微型化、集成化的方向快速发展,电子封装材料的迭代更新速度不断加快,对其热物理性能也提出了更为严苛的要求。金刚石/镁（Diamond/Mg）复合材料轻量化优势突出,是重要的热管理候选材料。为了探索Diamond/Mg复合材料在电子封装领域的应用,本文根据复合材料导热理论模型,对Diamond/Mg复合材料进行高导热性设计,通过金刚石表面金属化的方法在镁基体和金刚石间引入碳化物层,并采用挤压铸造法制备Diamond/Mg复合材料。利用SEM、EDS、XRD、FIB和EPMA等手段对金刚石表面的镀层、复合材料界面组织进行微观表征和物相分析,并测定复合材料的热导率和热膨胀系数,研究盐浴镀覆工艺对镀层结构演变和复合材料界面结合的影响,揭示复合材料界面结合状态与其热物理性能之间的关系,具体的研究内容与结果如下:利用微分有效介质模型（DEM）,预测不同碳化物对复合材料界面热导率和导热性能的影响。结果表明,在相同的镀层厚度下,碳化物层对复合材料热导率的促进作用符合以下顺序:WC>Al4C3>Cr3C2>Cr7C3>Mo2C>ZrC>TiC,考虑到金刚石在高温下的石墨化转变和Al4C3易潮解等因素,选取Cr作为界面改性元素。同时,利用DEM模型,研究金刚石粒径和体积分数对Diamond/Mg复合材料热导率的影响。计算结果表明,复合材料热导率随金刚石粒径和体积分数的增加而增加,结合实验方案的可实施性,选定实验研究中所用的金刚石粒径为230μm,体积分数为70%。通过盐浴法在金刚石表面镀Cr,研究了镀覆工艺对镀层结构演变和物相组成的影响,并用FIB+SEM测量镀层厚度,探究金刚石表面镀Cr工艺与镀层厚度之间的关系。结果表明,在镀覆温度为950℃,保温30min后,金刚石表面发生完全金属化转变,随着镀覆温度和保温时间的增加,镀层厚度不断增加,镀层的物相组成也由Cr23C6向Cr7C3、Cr3C2转化,在镀覆温度950～1050℃,保温时间30～90min范围内,可以将镀层厚度调控在1.09～2.95μm之间,且镀层由内向外的主要结构为金刚石-Cr7C3-Cr3C2。研究了挤压铸造法制备的Diamond（Cr）/Mg复合材料的界面结构和热物理性能。结果显示,在复合材料的界面间引入Cr7C3、Cr3C2,提高了镁基体与金刚石的相互浸润性,两者以浸润结合的方式相连,可以显著改善复合材料的界面结合强度。当镀覆工艺为950℃下保温60min时,复合材料的界面结合情况最为理想,此时,复合材料的致密度为97.24%,热导率达到了最高的202.42 W/（m·K）,比未经界面改性的复合材料提高了81.1%。随着镀覆温度的提高,界面层不断增厚,加之镀层本身的缺陷及挤压应力的存在,界面间出现孔隙和石墨相,导致界面热阻增大,材料热导率下降。Diamond（Cr）/Mg复合材料的热膨胀系数随着镀层厚度的增加,先减小再增大,镀层厚度为2.50μm的Diamond（Cr）/Mg复合材料在室温下的热膨胀系数为5.82×10-6/K,而无镀层的Diamond/Mg复合材料的热膨胀系数为9.29×10-6/K,相比降低了40%。综上所述,本文通过界面设计,在Diamond/Mg复合材料界面间引入Cr7C3、Cr3C2,改善了界面结合,提高了复合材料的致密度,实验结果表明,制备得到的复合材料密度为2.84～2.94 g/cm~3,热导率最高达到了202.42 W/（m·K）,在353～363K温度范围（CPU严苛工作温度）内,复合材料平均热膨胀系数仅为6.22×10-6/K,不仅成功匹配了半导体材料热膨胀系数,还有望帮助集成电路系统实现轻量化,后续也可以为Diamond/Mg复合材料导热性能的提升研究提供参考。