金属铜具有良好的导电、导热性,过去广泛应用于电子封装材料中,但是铜的热膨胀系数过高,与半导体材料的热膨胀系数不匹配,且由于本身的柔软性,力学性能不够好,实际应用中会由于热应力而发生失效。金刚石作为极具潜力的热沉材料,不仅具有高的导热性能,还具有较低的热膨胀系数,所以常制备金刚石/铜复合热沉材料。但是金刚石与铜的润湿性差,导致界面热阻升高,降低了材料的导热性能。本文利用机械合金化技术在金刚石表面引入强碳化物形成元素对其进行表面改性,再利用机械合金化技术在铜基表面沉积钛改性金刚石/铜基复合涂层,旨在保留并提升铜基体高效的导热性能基础上,降低表面的热膨胀系数,提高力学性能。本文的研究主要分三个部分。第一部分是对金刚石表面改性,从而提高界面结合。通过从化学成分、物相及其显微形貌比较分析来探究钛含量及球磨时间对钛包覆金刚石效果的影响。结果表明,当钛含量为13vol.%,球磨时间为5h时,钛改性的金刚石颗粒包覆结构完整,粒径主要分布在10μm左右,得到的粉末粗糙度也高于原始金刚石粉末,这是最佳的包覆工艺参数。第二部分是利用机械合金化技术将钛改性的金刚石与铜粉沉积到铜基表面制备复合涂层,主要研究金刚石与铜的体积比及球磨时间对涂层制备过程的影响。通过对涂层的物相、组织结构、显微硬度等比较分析,得到制备复合涂层的最佳工艺参数,即当改性金刚石与铜粉的体积配比为40:60,球磨时间为7h时,制得的涂层结构致密,具有最大的厚度,且涂层中的颗粒细化效果增强,增强相分布均匀,此时,涂层外层的显微硬度值最高达到536HV0.1。第三部分是针对涂层制备过程中产生的内应力与缺陷引入退火工艺,对试样进行不同温度的退火处理,综合比较试样的化学成分、物相组成、显微形貌、导热性能、耐磨性能等因素,优化退火工艺,即当退火温度为800℃保温一小时,试样具有较好机械性能,其导热率达到最高409W/mK。