铜作为高导电、高导热金属材料,在电子仪器、机械制造等领域用途广泛。但铜金属的强度、耐磨性及耐高温性能不足,导致其应用受到很大的限制。Cr2AlC作为一种三元层状陶瓷材料,兼具有金属的高导热性、导电性和陶瓷的高强度、耐腐蚀性、高温抗氧化性和耐磨损性能,此外还具有良好的自润滑性能。铜基复合材料的综合性能由铜基体和增强相的性能共同决定,其性能将受到增强相的形态和数量、增强相在铜基体中的分布情况、铜基体与增强相之间的界面结合强度的影响。以Cr2AlC作为增强相制备铜基复合材料时,必须重视上述因素对最终制备的铜基复合材料的综合性能的影响。本文以熔盐法制备的Cr2AlC粉体为原料,并对其进行表面改性,再添加到片状Cu基体中,采用真空热压烧结技术制备出Cr2AlC/Cu自润滑复合材料,研究了复合材料微观组织结构与宏观性能之间的联系,提出了优化该复合材料性能的方向。以熔盐法制备出的Cr2AlC粉体中主要含有Cr2AlC,以及少量的Cr7C3和Cr3C2;Cr2AlC颗粒呈片状结构,表面凹凸不平,颗粒平均尺寸为10μm。化学镀镍实验研究发现:Ni2+含量是主要影响因素,其次要影响因素为施镀温度,再次要影响因素为施镀时间和镀液的PH值。最优镀液成分及施镀条件为Ni SO4·6H2O0.15mol·L-1,Na H2PO2·H2O 0.3 mol·L-1,NH4Cl 0.8 mol·L-1,Na3C6H5O7·2H2O 0.08 mol·L-1,p H值为9.0,温度为40℃,镀覆时间40 min。复合材料摩擦磨损实验结果表明:在载荷条件为150～250 N,Cr2AlC添加量为20～35wt%条件下,复合材料的磨损机制为磨粒磨损和氧化磨损。纯铜的摩擦系数和磨损量较大,Cr2AlC的加入,使材料的摩擦方式发生了改变,降低了材料的摩擦系数和磨损量,改善了材料的摩擦性能。无论是改变Cr2AlC添加量还是载荷条件,复合材料的摩擦系数在该条件下变化并不显著,表明在该条件下复合材料具有稳定的摩擦性能。用熔盐法合成的Cr2AlC粉体表面活性较差,粉体与粉体之间无法烧结到一起,限制了复合材料性能的进一步提高。本文通过增加Cr2AlC粉体表面活性、促进Cr2AlC粉体与Cu的接触来解决问题。Cr2AlC粉体镀镍后,复合材料的各项性能均有提高。Cr2AlC质量分数在20～35wt%范围内,其相对密度保持在95%以上;复合材料的硬度从88～151HB提高至141～191 HB,热导率从69～87 W/（m·K）提高至71～97 W/（m·K）,电阻率从1.9～2.6×10-7Ω·m降低至1.8～2.3×10-7Ω·m。因此,制备高活性Cr2AlC或对Cr2AlC活化处理,提高Cr2AlC颗粒间和与铜的界面结合,是改善Cr2AlC/Cu复合材料综合性能的关键所在。