针对传统增材制造技术在轻金属及其复合材料增材制造方面存在的缺陷与不足,课题组在前期研究中结合冷喷涂（Cold spray,CS）和搅拌摩擦加工（Friction stir processing,FSP）技术的优势,提出了冷喷摩擦复合增材制造（Cold spray-friction stir processing composite additive manufacturing,CFAM）技术,即每喷涂一层进行一次FSP,如此反复以达到高性能增材制造目的。本文以CFAM为技术手段,制定了一次CS—一次FSP—二次CS—二次FSP工艺路线,成功制备了具有两个增材层的6061Al合金和以高熵合金（High entropy alloy,HEA）为增强颗粒的6061Al基复合材料增材体。利用OM、SEM、EBSD和XRD等分析手段对各工艺过程所制备的沉积体/增材体进行微观组织表征,并对其显微硬度和拉伸性能进行了评价。根据受到温度场和机械力的不同,对增材体进行分层表征,研究了各层组织和整个增材体组织演变规律,揭示了增材体再结晶机制,建立了增材体微观组织与力学性能的构效关系,阐明了增材体拉伸断裂损伤行为。研究表明,6061增材体（CFAM-6061）组织均匀致密,其密度相比6061沉积体（CS-6061）提高到106%。各梯度层晶粒形貌相似,平均晶粒尺寸分别为2.7、3.3和3.4μm,晶粒尺寸差异较小。CFAM-6061硬度分布均匀,平均显微硬度为56 HV,相比CS-6061沉积体（45 HV）提高了22%。随着增材体厚度增加,PD（Processing direction）和TD（Traverse direction）方向拉伸性能稳定。相比CS-6061沉积体,CFAM-6061增材体抗拉强度最大提高181%,延伸率最大提高754%。PD和TD方向增材体拉伸断口均呈韧性断裂特征。与CFAM-6061增材体相似,HEA/6061增材体（CFAM-HEA/6061）组织均匀致密,其密度相比HEA/6061沉积体（CS-HEA/6061）提高到103%,各梯度层平均晶粒尺寸分别为1.5、0.9和1.3μm。由于HEA颗粒强度较高,导致CFAM区材料塑性流动均匀性较差,CFAM区存在明显“带状”结构,且“带状”结构与CFAM区其余区域存在明显界面。再者,CS-HEA/6061沉积体和CFAM-HEA/6061增材体中HEA颗粒与Al基体界面均存在元素互扩散现象,扩散层厚度分别为0.5μm和1μm,且扩散层中均有BCC结构的HEA生成。随着增材体厚度增加,硬度分布较为均匀,平均硬度大约为113HV,相比CS-HEA/6061沉积体（70 HV）提高了66%。“带状”结构与CFAM区其余区域界面容易发生应力集中,导致裂纹萌生和开裂,从而降低增材体力学性能。相比CS-HEA/6061Al试样,CFAM-HEA/6061Al抗拉强度和延伸率分别最大提高66%和144%。对于CFAM-6061和CFAM-HEA/6061增材体,CFAM区受到搅拌针的剧烈搅拌作用,晶粒破碎细化,均发生连续动态再结晶和几何动态再结晶。不同的是,CFAM-6061增材体底部区域有不连续动态再结晶发生,而CFAM-HEA/6061增材体中有颗粒诱导形核再结晶发生。此外,CFAM-6061和CFAM-HEA/6061增材体的主要强化机制分别为位错强化和细晶强化。