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现代科学技术的发展对材料性能的要求越来越高,特别是航天航空、军事等尖端科学技术的发展,使得单一材料难以满足实际工程的要求,这促进了金属基复合材料的迅猛发展。与传统金属材料相比,金属基复合材料具有较高的比强度、比刚度和耐磨性；与树脂基复合材料相比,金属基符合材料具有优良的导电、导热性,高温性能好,可焊接；与陶瓷基复合材料相比,金属基复合材料具有高韧性和高冲击性能,线膨胀系数小等优点。本文中研究的是铝基复合材料,增强体颗粒加入到铝合金后,引起基体合金微观机构的变化,同时使材料的性能发生改变。本文通过Al-Ti-B4C-CuO混合粉末冷压制备的预制体,直接放入熔化的铝液中,预制体在铝液中发生燃烧合成反应并且引起了铝液的浸渗。铝液填充了预制体的孔隙,并且由混合粉末冷压制备的预制体在熔体中反应浸渗后仍然维持原来的形状,没有出现裂解或者变形,从而得到了与预制体形状一致,高体积分数颗粒增强的铝基复合材料。结合高体积分数颗粒增强铝基复合材料的优良性能,如果能够制成某种复杂电子封装零件形状的预制体,反应浸渗后便可直接使用,不但性能优异,而且免去了后续的加工工序。本文还研究了预制体在铝熔体中未裂解的原因和铝热剂CuO的添加对Al-Ti-B4C体系燃烧合成反应的影响,从而确立了能够成功制备该铝基复合材料的最优成分区间。反应过程中,预制体中稳定的RVF(固体颗粒的体积分数)值对于维持预制体的形状非常重要。初始粉末中的Al粉和Ti粉,特别是预制体底部与熔体接触的部分,非常容易裂解到铝液中,导致预制体底部的裂解。铝热剂CuO的添加,有助于A1-Ti-B4C体系在铝熔体中发生完全的燃烧合成反应。合适的原料配比对运用Al-Ti-B4C-CuO体系,快速自发浸渗法制备铝基复合材料时,自维持预制体自始至终的形状至关重要。另外,研究了Al-Ti-B4C体系中,Ti/B4C摩尔比对燃烧合成反应产物的影响,并从热力学角度进行了证明。同时对Ti/B4C摩尔比小于2时的反应机理进行了阐述。在Al-Ti-B4C体系中,当Ti/B4C摩尔比小于2,产物为TiB2和A13BC,以及少量的A14C3.当Ti/B4C摩尔比大于2,主要产物为TiC和TiB2。在Al-Ti-B4C体系中,当Ti/B4C=0.75时,反应机理如下：3Al(1)+Ti=A13Ti；A13Ti=3Al(1)+Ti；3Al(1)+B4C=A13BC+3B； Ti+2B=TiB2同时,研究了Al-Ti-B4C-CuO体系快速自发浸渗法制备铝基复合材料的浸渗机理,根据浸渗现象,提出了新的浸渗模型。浸渗过程可分为两部：大孔隙的浸渗和小孔隙的浸渗。大孔隙的浸渗发生在预制体原来的孔隙中,小孔隙的浸渗发生在因燃烧合成反应体积收缩生成的孔隙中。根据新的模型,从而准确的计算了该实验的浸渗动力学。铝熔体中Mg的添加有助于降低燃烧合成反应的预热时间和引燃温度,但是,Mg的添加对于毛细管作用力为驱动力的浸渗起负作用。反应机理和浸渗机理的研究对于Al-Ti-B4C-CuO体系快速自发浸渗法制备高体积分数的铝基复合材料提供了理论基础。最后,对最优成分配比Al-Ti-B4C-CuO制备的铝基复合材料的性能进行了测试,其具有较高的致密度、硬度、弹性模量和断裂韧性,较低的热膨胀系数。