碳化硅铝复合材料尽管具有高热导率、低热膨胀系数,但难以加工,料焊接封装困难。将碳化硅铝复合材料中碳化硅的含量梯度化,使其高碳化硅含量部位满足封装应用时的热匹配要求,低碳化硅含量部位的焊接性能得到改善。因此研究开发铝碳化硅功能梯度复合材料具有重要意义。本论文尝试采用分层铺设不同碳化硅含量的混合粉,在铝合金半固态温度下热挤压制备具有碳化硅含量梯度的碳化硅铝复合材料。首先研究高体分碳化硅铝复合材料的结构与性能。选用7μm硅粉,20μm铝粉和碳化硅粉末为实验原料,在600℃～650℃热挤压浸渗。制备五种高体分AlSiC复合材料,分别为Al-7Si+（W14,W63,F240,W63:W14=2:1,F240:W14=2:1）SiC,通过调整碳化硅粒度及组成,能使复合材料的热膨胀系数在8.0～10.0×10-6/℃调整,且随SiC颗粒体积分数增加而降低;抗弯强度在259～432 Mpa范围内变化;热导率波动范围在188～218 W/m.K之间。选用20μm Al粉、7μm Si粉和20μm SiC粉,通过调整混合粉中SiC的含量进行半固态挤压,制备SiC体积分数分别为0%、10%、20%和30%的四种铝基材料。SiC粒子在宏观尺度上分布较均匀,但微观尺度下出现偏聚现象。这是由于半固态样品冷却过程中先析出的α-Al将SiC粒子外推到后凝固的富硅铝液中,使其残留在最后凝固的、呈网络结构的Al-Si共晶区内。抗弯强度和热导率均随增强体SiC颗粒含量增加而升高;热膨胀系数随SiC含量的增加而降低,波动范围14.0～21.0×10-6/℃。最后采用分层铺粉,通过粉末半固态热挤压制备出四层梯度的碳化硅铝复合材料。层与层之间界面接触良好,层内SiC颗粒分布均匀。各层在同步致密化时发生液态铝合金层间浸渗现象,导致中间过渡层碳化硅含量有所增大,热膨胀系数略降低。