陶瓷颗粒增强铝基复合材料具有高比强度、高硬度和良好的耐磨性,但陶瓷颗粒与铝合金的润湿性差,导致材料的塑性和韧性急剧降低,限制了其在结构材料中的应用。因此,如何使颗粒增强铝基复合材料兼备高强度、高硬度和一定的塑性,一直是研究者追求的目标。作为新型材料之一的高熵合金,既具有优异的力学、物理性能,也具有金属属性,与Al、Cu等合金的界面润湿性好,能有效提高材料性能,是一种非常理想的增强相材料。目前关于高熵合金颗粒增强铝基复合材料的研究甚少,尤其是低密度高熵合金材料。本文采用机械合金化和SPS工艺制备了轻质AlSiTi系高熵合金颗粒及其块体材料,分析了AlSiTi系高熵合金的组织和性能特征。随后以自制的AlSiTi系高熵合金颗粒为增强相,以6061Al合金为基体,采用SPS工艺制备了(AlSiTi Cr NiCu)p/6061Al复合材料。重点研究了高熵合金颗粒的体积分数以及烧结温度对(Al SiTiCrNiCu)p/6061Al复合材料的界面特征、力学性能和物理性能的影响。主要结论如下:(1)采用机械合金化工艺可以制备成分均匀且具有单相BCC结构的AlSiTiCrNiCu高熵合金。显微组织特征为条状的浅色区域和大块灰色区域。AlSiTiCrNiCu高熵合金具有较高的强度和硬度,但塑性较低。当烧结温度为1000°C时,高熵合金具有最优的综合力学性能,其硬度、压缩强度和压缩率分别为923 HV、2462MPa和3.7%,其断裂特征为沿晶断裂。(2)(AlSiTiCrNiCu)p/6061Al复合材料中高熵合金颗粒分布较均匀,采用SPS工艺制备的复合材料致密度达到98%以上。本文中(AlSiTiCrNiCu)p/6061Al复合材料的界面结合类型包括机械结合型与扩散型两种。烧结温度对复合材料的基体-增强相界面结合类型影响较大,低温烧结时,以机械结合型界面为主,随着烧结温度的升高,界面结合类型演变为以扩散型界面为主。(3)高熵合金颗粒的加入显著提高了6061Al的硬度和强度,对塑性损伤的影响优于陶瓷颗粒。其中,增强相体积分数为10%的(AlSiTiCrNiCu)p/6061Al复合材料的硬度为110 HB,屈服强度为218 MPa,压缩强度为659 MPa,压缩率为35.6%。随着增强相体积分数的增大,复合材料的硬度和强度不断增大,同时保持良好塑性。随着烧结温度的升高,复合材料的硬度和屈服强度逐渐增大,压缩强度和塑性先增大后降低。当烧结温度为520°C时,复合材料具有较好的综合力学性能。(4)高熵合金颗粒的加入可以显著降低复合材料的热膨胀系数,其在25°C~100°C的平均线膨胀系数为19.1~22.2×10-6/°C。随着AlSiTiCrNiCu增强相体积分数的增大,复合材料的热膨胀系数逐渐降低。复合材料的导热率在60.1~112.6 W/(m·K)之间,且随着增强相体积分数的增大而降低。