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梯度复合材料是一类组成、结构及性能沿着厚度方向渐变的非均质复合材料。梯度复合材料能够同时具备均质材料所不能拥有的两种相矛盾的特性,被广泛应用在航空航天、电磁、核工程和光电工程等领域中。本文针对以往Al-Cu梯度复合材料制备过程中结构难以精确控制、致密化困难等问题,采用流延成型法和真空热压烧结法实现梯度复合材料的致密化与梯度结构的精确控制。本文首先采用0.6wt.%Hypermer KD-1作为分散剂,2.7wt.%聚乙烯醇缩丁醛(PVB)作为粘接剂,3wt.%甘油作为增塑剂,33.7wt.%无水乙醇和丁酮作为溶剂,调整Al和Cu粉配比,在流延机第一刀高度为200μm,第二刀高度为80μm,基带速率为2.5mm/s的条件下制备出了不同组分Al-Cu的流延膜片。流延膜片均匀性好、无明显分层沉降,流延膜厚度分布近似于正态分布,厚度范围为40-61μm。以排胶后的Al、Cu混合粉体为原料,在真空热压条件下制备出了从纯铝到纯铜组分的Al-Cu复合材料,并对制备出的Al-Cu复合材料的结构进行了系统分析。研究结果表明,在500oC-300MPa-2h的烧结工艺条件下实现了Al-Cu复合材料的致密化,其致密度达到95.63%以上。Al-Cu复合材料中,主要的物质是Al和Cu元素,但是还含有少量的碳元素,碳元素的质量分数为0.08%-0.84%。碳元素主要是以有机物和碳单质的形式存在于复合材料中的。Al/Cu颗粒间主要生成厚度约为2-3.5μm扩散层,并未发现金属间化合物生成。采用了直接混料法得到的Al-Cu复合材料作对比,系统分析了烧结后残炭对Al-Cu复合材料结构和性能的影响。研究结果表明:残碳对Al-Cu复合材料的物相、显微结构及硬度值没有明显的影响。然而残碳降低了Al-Cu复合材料的密度值,从而降低了Al-Cu复合材料的致密度,导致开气孔率几乎为零的纯铜其致密度仅为95.63%。同时,残碳降低了Al-Cu复合材料的声波阻抗值,其中纯铜的降低幅度最大,达到19.56%。流延法制备的Al-Cu复合材料的抗弯强度显著减小,且随着铜含量的增加而逐渐增加,其中纯铝的抗弯强度值最小为47.9MPa,纯铜的抗弯强度最大为227.11MPa。最后,本文根据设计的组成-厚度曲线,采用以上确定的排胶工艺和真空热压烧结工艺,制备出了铜含量为0-66.03wt.%的8层Al-Cu梯度复合材料。梯度复合材料的组分控制精度为0.19%-2.9%,厚度控制精度为0.3%-9.6%,厚度误差范围不超过±0.01mm。梯度复合材料整体致密,Al、Cu颗粒分散均匀,层间结合良好,无明显的孔洞及裂纹存在。此外,Al-Cu梯度复合材料的平面度好,Al面平面度值约为6.06μm,高铜面平面度值为7.64μm。超声无损检测显示Al-Cu梯度材料内部无明显缺陷,层间平行性良好。