碳纳米管(Carbon nanotube,简称CNT)不仅具有优异的力学、电学、化学性能而且具有低的密度,因此CNT作为增强体在制备金属基复合材料(Metal Matrix Composites,简称MMC)方面具有很大的应用潜力。目前,CNT/MMC制备过程中还存在很多问题。其中比较重要的是:(1)由于CNT长径比大,且CNT之间的范德华力强,CNT在金属基体内分散困难;(2)CNT和金属基体间的界面结合较弱,使其增强作用的发挥受到限制。针对上述两个问题,本文采用溶剂辅助分散法+机械球磨法和直接机械球磨法对CNT进行分散,成功制备了CNT/2014Al复合材料。采用FESEM和TEM研究了CNT表面性质(未处理,羧基化处理)、表面镍包覆处理、长径比、混杂第二种纳米粒子、机械球磨时间、初始铝合金分体粒度等对CNT分散效果以及组织的影响。采用Raman光谱研究了初始铝合金粉体颗粒尺寸对CNT损伤的影响规律。采用拉伸、压缩以及显微硬度等手段研究了上述因素对复合材料力学性能的影响规律。通过不同性质CNT与基体之间界面、复合材料断口及微观组织的研究揭示了CNT增强复合材料的强化机制,为制备CNT增强金属基复合材料提供一定的借鉴。本文主要研究结果如下:1)提出了一种溶剂辅助和机械球磨相结合的方法来提高CNT在2014Al中的分散性;比较了不同表面性质的CNT在这种方法下的分散性,结果表明乙醇作为溶剂条件下,羧基化CNT的分散程度显著高于未处理的CNT。研究了纳米Si C对CNT分散的影响,揭示出纳米Si C颗粒的加入有助于CNT的分散。2)研究了初始2014Al合金粉颗粒尺寸、机械球磨时间和CNT长径比对CNT分散的影响,揭示出CNT随着机械球磨时间的延长逐渐地分散于铝合金粉体颗粒内,初始2014Al颗粒尺寸越大,CNT分散越困难,CNT长径比越大,分散的难度也越大。3)研究了初始2014Al合金粉颗粒尺寸和机械球磨时间对CNT损伤的影响,发现在CNT包埋于2014Al粉颗粒内部之前,随着球磨时间的延长,CNT的损伤逐渐增加;在CNT包埋于2014Al粉颗粒内部之后,随球磨时间延长,CNT的损伤几乎不再增加;初始颗粒尺寸越大,CNT越易包埋于铝合金粉体颗粒内,对CNT的保护作用越强。4)设计了不同种类CNT增强2014Al复合材料,揭示出CNT含量对复合材料力学性能的影响规律,优化出低长径比CNT的最佳添加量为0.5 wt.%,复合材料具有最佳的拉伸性能;在此含量下,羧基化处理的CNT比未处理的CNT具有更好的增强效果;低长径比CNT比高长径比CNT具有更显著的增强效果。优化出高长径比CNT含量为2.0 wt.%时,CNT/2014Al复合材料具有最佳的压缩性能;在此含量下,当2014Al粉平均尺寸为9μm,机械球磨时间为24 h时,CNT/2014Al复合材料具有最佳的压缩性能;当CNT含量小于2.0 wt.%时,未包覆Ni的CNT比Ni包覆CNT的增强效果显著。5)研究了CNT和2014Al之间的界面,发现不连续Al4C3界面产物在一定程度上提高了CNT和2014Al之间的界面结合强度;羧基化处理的CNT表面与基体之间产生机械锁合作用,有利于复合材料性能的提高;镍包覆的CNT和2014Al基体之间厚度达4-5 nm连续的Al3Ni相不利于CNT增强效果的发挥。6)通过对CNT/2014Al复合材料的界面、断口和微观组织分析,揭示出CNT的主要强化机制为基体与CNT间的应力传递强化,以及由于CNT加入所引起的细晶强化。