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将高体积分数的Si颗粒与Al复合，可以得到综合性能非常优异的新型热控制材料。无压浸渗技术是一种新发展起来的金属基复合材料制备方法，具有工艺简单、成本低廉等特点。本文采用无压浸渗工艺制备高体积含量Sip／Al复合材料，对Si颗粒多孔预制件的制备、液态Al合金熔体对Si多孔体的浸渗过程、凝固特点、复合材料的微观组织和热物理特性进行了理论与实验研究。主要内容和成果有： 1．自行设计并研制了一台真空无压浸渗设备。该设备主要出密封罐、加热系统、升降工作台、真空系统、充气系统、控制系统及密封罐水冷系统等组成。可以实现常见金属基复合材料在较高真空或特定气氛下的无压浸渗或真空浸渗制备工艺，并可实现试样的不同冷却方式凝固。 2．采用冷等静压方法制备出Si颗粒多孔预制体，平均孔隙率为31.3％。 3．采用无压浸渗工艺成功制备出Si体积含量为61—81％的高含量Si／Al复合材料。导热系数为94.8—128.7W／（m·K），热膨胀系数为5.1—7.8×10-6／K（50℃—100℃），密度小于2.5g／cm3。 4．研究Al合金液浸渗Si多孔体的浸渗过程。合金中加入一定量的Mg元素和N2气氛是Al合金液无压浸渗Si颗粒多孔体的必备条件。合金中Mg的含量和制备温度的提高会促进浸渗；Si颗粒表面的氧化膜不利于浸渗。Al液浸渗前沿以平面状向前推进，浸渗深度跟时间近似呈抛物线关系。 5．初步研究Al合金液浸渗Si多孔体后的凝固过程。处于Si相颗粒间隙的过共晶Al-Si合金液在缓慢冷却凝固时，初晶Si和共晶Si会附着在Si多孔体骨架上析出，在最终的复合材料中没有典型的Al-Si共晶组织。 6．无压浸渗高含量Sip／Al复合材料的组织分析。Si相呈网络状连续，其形成机制主要为浸渗时Si颗粒的溶解—析出机制和凝固过程中Si的附着析出机制。组织中存在少量的孔隙。复合材料的界面清洁平整，未发现有反应物存在。 7．无压浸渗高含量Sip／Al复合材料的热物理性能研究。网络状连续的Si相有利于充分发挥复合材料的热性能。随着温度上升，复合材料导热能力下降，而热膨胀系数在低温时（50℃—150℃）会上升，较高温度时（＞150℃）则下降。西北工业大学硕士学位论文随浸渗合金中的Mg含量增加，材料的热导率和膨胀系数均下降。组织中残留的少量孔隙，对于降低复合材料的热膨胀有一定的贡献。