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本文在搅拌摩擦加工(Friction Stir Processing，FSP)制备碳纳米管增强铝基(CNTs/Al)复合材料块体的基础上，采用旋转摩擦挤压(Rotational Friction ExtrusionProcessing，RFEP)的方法将体积分数为0%～5.3%的CNTs/Al复合材料碳纳米管增强铝基(CNTs/Al)复合材料线材。研究了CNTs含量的变化对CNTs/Al复合材料线材宏观形貌的影响、显微组织和性能的影响，并探讨了复合材料线材的断裂机制、界面特征及强化机制。研究结果表明：CNTs的体积分数为3.8%时，CNTs/Al复合材料线材表面成形最好，随着CNTs含量的增加，复合材料线材表面会出现浅表性的周期性起皮，可通过用砂纸打磨将其去除。通过显微观察和面扫描，CNTs均匀的分散在铝基体中，复合材料线材的致密性优于FSP制备的CNTs/Al复合材料块体。SEM观察到，复合材料线材中的部分CNTs在铝基体中沿着挤压方向定向排列，并且CNTs之间的相互缠结得到进一步的改善。CNTs的加入显著的提高了复合材料线材的显微硬度和力学性能。在相同含量CNTs的条件下，复合材料线材的拉伸强度高于FSP制备的CNTs/Al复合材料的拉伸强度。随着CNTs含量的增加，复合材料块体和线材的拉伸强度均逐渐增加，延伸率则呈现下降的趋势。碳纳米管含量为5.3Vol%时，复合材料线材纵截面的平均显微硬度值为64.0HV，较FSP制备的CNTs5.3/Al复合材料的的搅拌区的平均硬度值提高了1.7%，拉伸强度为196.5MPa，较FSP制备CNTs/Al复合材料的拉伸强度提高了13.4%。CNTs/Al复合材料线材的延伸率为4.0%，较FSP制备的CNTs/Al复合材料的延伸率下降了290%。并且随着CNTs的添加CNTs/Al复合材料线材和CNTs/Al复合材料块体的电阻率逐渐增加，CNTs/Al复合材料线材的电学性能优于CNTs/Al复合材料块体的电学性能。CNTs含量为5.3Vol%时，CNTs/Al复合材料线材的电阻率为4.381×10-8·m，较CNTs/Al复合材料块体的电阻率下降了35.1%。添加的CNTs能够有效降低铝基体的热膨胀系数。同一含量下的CNTs，复合材料线材的热膨胀系数略高于FSP制备的CNTs/Al复合材料块体的热膨胀系数。采用RFEP方法制备的CNTs/Al复合材料可以有效的改善CNTs与铝基体的润湿性，提高了CNTs与铝基体结合的界面强度，从而使复合材料得到强化。CNTs/Al复合材料的强化机制主要包括：CNTs自身承担载荷，细晶强化，位错强化和协同强化。