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金属铜被广泛应用于微电子、航空航天、电气化、军事工业等领域，这是因为其具有良好的导电导热性能，在常见的金属中铜的导电性能是较强的。但是金属铜也有非常明显的缺点，就是金属铜及其合金的强度较低，并且耐磨性较差，耐高温性能较差，这些缺点导致金属铜在实际应用过程中受到很大限制，在很多特殊领域都难以应用。因此针对以上金属铜出现的问题，科研方向主要是在保证铜合金良好的导电导热性的基础上，通过一系列措施大幅度地提高铜合金材料的强度，这其中复合强化工艺具有独特的优势，它能够尽最大可能保留铜合金的导电导热性能，同时能够增强铜合金的综合力学性能。
本论文以硫酸铜、硅酸钠、硫酸锆、氢氧化钠、无水乙醇等为原料，采用“化学共沉淀-氢还原-粉末冶金法”进行铜基纳米二氧化硅复合材料、铜基纳米氧化锆复合材料、铜基纳米硅酸锆复合材料的制备研究。通过XRD、SEM、EDS、显微维氏硬度测试等分析手段，考察不同含量增强相对于前驱体粉末、复合粉末以及复合块体材料微观结构及机械性能的影响，根据实验数据和结果得到如下结论:
(1)在铜基复合材料中添加纳米SiO2作为第二相增强体，可以大幅提高铜基复合材料的硬度，纳米SiO2铜基复合材料的硬度随着增强相SiO2含量的增加呈先升高后下降的趋势，最高硬度出现在含有12％SiO2的复合材料中，为133.54HV，和纯铜(78.25HV)比较提高了70.66％。但是当SiO2含量超过20％时，铜基体的连续性变差，材料的硬度下降。
(2)在铜基复合材料中添加纳米ZrO2作为第二相增强体，可以大幅提高铜基复合材料的硬度，纳米ZrO2铜基复合材料的硬度随着增强相ZrO2含量的增加呈上升的趋势，最高硬度出现在含有20％ZrO2的复合材料中，为173.34HV，相较于纯铜(78.25HV)提高了121.5％。ZrO2与Cu的界面润湿性更好，铜基纳米ZrO2复合材料中没有出现ZrO2团聚的现象。
(3)在铜基复合材料中添加纳米ZrSiO4作为第二相增强体，可以大幅提高铜基复合材料的硬度，纳米ZrSiO4铜基复合材料的硬度随着增强相ZrSiO4含量的增加呈先升高后下降的趋势，最高硬度出现在含有16％ZrSiO4的复合材料中，为145.04HV，和纯铜(78.25HV)比较提高了85.4％。但是当ZrSiO4含量超过20％时，ZrSiO4颗粒出现团聚现象，复合材料硬度下降。
(4)综合比较三种增强相对铜基复合材料性能的提升力度，发现ZrO2的增强效果最佳，提高复合材料的硬度达到173.34HV，硬度提高了121.5％。同时ZrO2与铜基体的混合最为均匀，没有出现明显的团聚现象。
本论文以硫酸铜、硅酸钠、硫酸锆、氢氧化钠、无水乙醇等为原料，采用“化学共沉淀-氢还原-粉末冶金法”进行铜基纳米二氧化硅复合材料、铜基纳米氧化锆复合材料、铜基纳米硅酸锆复合材料的制备研究。通过XRD、SEM、EDS、显微维氏硬度测试等分析手段，考察不同含量增强相对于前驱体粉末、复合粉末以及复合块体材料微观结构及机械性能的影响，根据实验数据和结果得到如下结论:
(1)在铜基复合材料中添加纳米SiO2作为第二相增强体，可以大幅提高铜基复合材料的硬度，纳米SiO2铜基复合材料的硬度随着增强相SiO2含量的增加呈先升高后下降的趋势，最高硬度出现在含有12％SiO2的复合材料中，为133.54HV，和纯铜(78.25HV)比较提高了70.66％。但是当SiO2含量超过20％时，铜基体的连续性变差，材料的硬度下降。
(2)在铜基复合材料中添加纳米ZrO2作为第二相增强体，可以大幅提高铜基复合材料的硬度，纳米ZrO2铜基复合材料的硬度随着增强相ZrO2含量的增加呈上升的趋势，最高硬度出现在含有20％ZrO2的复合材料中，为173.34HV，相较于纯铜(78.25HV)提高了121.5％。ZrO2与Cu的界面润湿性更好，铜基纳米ZrO2复合材料中没有出现ZrO2团聚的现象。
(3)在铜基复合材料中添加纳米ZrSiO4作为第二相增强体，可以大幅提高铜基复合材料的硬度，纳米ZrSiO4铜基复合材料的硬度随着增强相ZrSiO4含量的增加呈先升高后下降的趋势，最高硬度出现在含有16％ZrSiO4的复合材料中，为145.04HV，和纯铜(78.25HV)比较提高了85.4％。但是当ZrSiO4含量超过20％时，ZrSiO4颗粒出现团聚现象，复合材料硬度下降。
(4)综合比较三种增强相对铜基复合材料性能的提升力度，发现ZrO2的增强效果最佳，提高复合材料的硬度达到173.34HV，硬度提高了121.5％。同时ZrO2与铜基体的混合最为均匀，没有出现明显的团聚现象。