颗粒增强铝基复合材料由于其较高的比硬度、比强度和较好的耐磨特性、热传导性以及较低的热膨胀系数，使得它们成为优异的多功能轻质材料。这些优越的性能使得将颗粒增强铝基复合材料应用于航空航天以及交通运输方面成为了可能。碳纳米管(CNT)由于其超强的力学性能和完美的一维结构，被视为轻量化结构复合材料的理想增强和增韧材料。理论研究表明，多壁碳纳米管的杨氏模量高达1.8TPa，抗拉强度则可以达到150GPa，但其密度却只有1.8g/cm3。以碳纳米管为增强体的铝基复合材料具有轻质、高强、耐磨等优异特性,因此具有广泛的应用前景。石墨烯由于其高的拉伸强度、弹性模量、电/热导率和光透率，近些年也逐渐受到关注，并被试图应用于铝基复合材料中。本文以纯铝为基体，分别添加纳米碳化硅(SiC)颗粒、多壁碳纳米管(MWCNT)、单壁碳纳米管(SWCNT)和氧化石墨烯(GO)作为增强相，结合传统粉末冶金工艺，将压力烧结分解为常压烧结和高温模压两个步骤，依次通过球磨、冷压、气氛保护烧结、高温模压和热挤压成型，制备了四种铝基复合材料。利用万能试验机测试了材料的抗拉强度，利用布氏硬度计测试了材料的布氏硬度，利用摩擦磨损试验机测试了材料的耐磨特性，利用热膨胀系数测定仪测试了材料的热膨胀系数，利用电化学工作站测试了材料的耐腐蚀性能，利用XRD测定了样品中的物相组成，利用SEM观察了材料断口形貌和表面形貌。研究结果表明：当纳米beta-SiC添加量为5wt%时，抗拉强度可以达到215MPa，比纯铝的抗拉强度提高了110%，而当alpha-SiC添加量为10wt%时，抗拉强度才160MPa。这说明beta-SiC与alpha-SiC相比，更适合作为铝基复合材料的增强相。之后选择力学性能更好的纳米碳材料作为增强相。随着碳纳米管含量的增加(0-2wt%)，复合材料的硬度逐渐上升，抗拉强度先升高后下降，在含量为1.5wt%时可达到380MPa，硬度和抗拉强度分别比纯铝提高了433%和245%。复合材料的摩擦系数和磨损量则逐渐下降，当碳纳米管含量为2wt%时，摩擦系数和磨损量分别比纯铝降低了63%和14%。添加碳纳米管作为增强相对复合材料的热膨胀系数无影响。当GO含量为2wt%时，复合材料的抗拉强度可达到310MPa，相比纯铝提高了182%。由此我们可以推断，碳纳米管在本文所选材料中最适合作为铝基复合材料的增强相。