本文研究了碳纳米管增强铝(CNTs/Al)复合材料制备过程中的混粉工艺和热挤压工艺,采用冷等静压坯体热挤压的方法制备了体积分数为2%和4.5%的CNTs/Al复合材料,采用扫描电镜和透射电镜观察了复合材料的微观组织,通过拉伸力学性能实验和断口观察分析了复合材料的增强机理与断裂方式。通过沉降实验和组织观察研究了碳纳米管与铝粉均匀混合的工艺参数,考察了混粉溶液、分散剂、超声时间、碳纳米管含量以及烘干方式对混粉均匀性的影响。结果表明,碳纳米管与铝粉在无水乙醇中超声1h后,能够共同沉淀并形成均匀混合状态;碳纳米管含量小于4.5%时不会发生团聚,而达到8%时产生少量团聚;沉淀后的混合粉末直接烘干碳纳米管会发生再次团聚,而湿压到致密度60%后烘干则不会团聚。由此确定最佳的混粉条件是:提纯分散的碳纳米管与铝粉在无水乙醇中超声1h后沉淀,沉淀的混合粉末湿压到致密度60%后再烘干。采用该工艺制备了碳纳米管含量为2%和4.5%的混合粉末,烘干、真空除气后冷等静压(270MPa),分别获得致密度达92.5%、93%的坯体,通过热挤压实现坯体致密化。对碳纳米管含量4.5%坯体在350℃、450℃和550℃温度下热挤压获得的CNTs/Al复合材料研究表明,挤压温度为450℃时复合材料外观光滑,没有宏观裂纹,微观孔洞等缺陷较少,由此确定热挤压致密化温度为450℃。透射电镜观察表明,复合材料中形成细小的亚晶粒,碳纳米管在复合材料中主要分布在亚晶界区域、稳定存在且界面结合良好。复合材料力学性能测试表明,450℃热挤压复合材料的抗拉强度高于350℃和550℃下热挤压复合材料;相同热挤压温度下(450℃),碳纳米管含量为4.5%的复合材料强度大于含量2%的复合材料,但塑性有所降低。断口分析表明,350℃和550℃热挤压复合材料中铝粉间结合较弱,断裂过程中裂纹萌生于碳纳米管区域并沿着铝粉结合面扩展,导致复合材料强度较低;而在450℃热挤压复合材料中,铝粉之间结合良好,裂纹以穿越铝粉方式扩展为主,形成大量细小韧窝和撕裂棱,碳纳米管在铝粉间起到了桥接及强化作用,复合材料强度较高。