碳纳米管作为一种被人们寄予厚望的新型材料,具有极好的机械性能以及热学和电学性能。碳纳米管的杨氏模量高达1TPa,远远高于玻璃纤维(70GP)和其他绝大多数的材料。另外碳纳米管还是良好的导体并具有较高的热导率。由于这些突出性能,碳纳米管已经引起科学界以及工业界极大兴趣。将碳纳米管作为复合材料的增强相有望获得性能优良的新材料,给复合材料领域带来革命性的突破。本文采用直径为10～20纳米的碳纳米管作为增强相材料,采用间歇超声复合空气搅拌,通过复合电沉积技术,制备了碳管分散均匀,表面平整连续的镍基碳纳米管复合薄膜。通过扫描电子显微镜(SEM)对镀层的表面形貌进行了观察,并用表面轮廓仪,对镀层的粗糙度进行了测量。通过显微硬度计和纳米硬度计对镀层的硬度分别进行了测量,采用一种新型的微拉伸器件对复合薄膜的拉伸性能进行了测量。通过实验发现,采用超声复合空气搅拌方式在镍镀层中复合碳纳米管可以明显的提高镀层的硬度,并且当镀层中碳纳米管体积百分比在4.03%左右时,镀层硬度最大。和纯镍镀层相比,镍基碳纳米管复合薄膜的抗拉强度也有所提高,通过用SEM对镀层断裂处观测,验证了碳纳米管的增强效应。镍基体与碳纳米管之间良好的界面结合保证了复合材料中的应力可以顺利的通过界面传递至增强相,从而实现碳纳米管的增强作用。通过对镍基碳纳米管复合薄膜的变形区的观测,发现了碳纳米管增强相发挥强化作用的典型形态,具体表现为基体金属发生塑性变形后,裂纹在低强度区域萌生并扩展,当其穿越复合有增强相的区域时,碳纳米管与基体发生界面脱粘,被拔出基体后桥联在裂纹之间,承受载荷,阻碍裂纹扩展。在上述研究的基础上,进一步探索镍基碳纳米管薄膜复合共沉积技术的应用前景。在复合共沉积工艺获得成功的基础上,提出以场发射器件为应用目标的碳纳米管复合薄膜场发射阴极的制备技术。实验证明,采用超声复合空气搅拌方式,通过碳纳米管复合电沉积技术能够将经过预处理的碳纳米管均匀分散在金属基体中,并使碳管部分“扎根”在金属基体之中,实现与表层金属牢固结合,一部分露出基体金属表面,形成发射体阵列。实验将复合电沉积工艺和光刻图形化工艺结合,制备了镍基碳纳米管复合薄膜阴极阵列,并用扫描电子显微镜对阴极阵列的表面形貌和碳纳米管形态作了观测。