随着科技的发展和社会的进步,能源危机、环境污染、资源短缺等问题也随之而来,对材料的性能及使用要求也越来越高,单一材料已无法满足当今社会的需要。制备集不同材料的物理、化学、机械加工性能和价格差别于一体的新型复合材料已经是大势所趋,并且意义重大、应用前景广泛。铝及铝合金、铜及铜合金凭借各自优良的性能成为应用最广泛的有色金属材料。这两种材料在某些方面的性能可以互补,将二者结合起来的铝铜复合结构可以具备二者的综合优势,最大限度地降低各自的缺点,因此Al/Cu双金属构件的应用也越来越广泛。本文采用液—固复合铸造的方法来制备Al/Cu双金属。在此过程中的一个难点问题在于铜表面的热氧化会生成氧化层,阻碍固态铜跟熔融铝的直接接触,最终会导致无法形成连续完整的冶金结合界面。本文采用化学镀镍的方法,在T2铜基体表面沉积一层厚度约为6μm的镍层作为保护层。对比分析了未镀镍的Al/Cu复合样和镀镍复合样的界面组织及性能,得出化学镀镍层可以有效保护铜基体表面不被热氧化,有利于形成冶金结合的结合界面。研究了复合工艺参数(加热温度、预热时间)对Al/Cu双金属界面组织及性能的影响,研究表明镀镍层除了作为保护膜,防止铸造过程中铜基体的热氧化,还能作为中间层,抑制铝铜的原子扩散,避免形成大量的脆性金属间化合物,可提高接头的结合强度。加热温度和预热时间对复合界面的组织及性能有很大影响,温度越高、预热时间越长,界面组织中的金属间化合物层的种类越多(Al2Gu3、Al3Cu4、Al2Cu、AlCu、Al4Cu9)、厚度也越厚,接头的力学性能及导电性能都有所下降。在780℃,150s的复合工艺参数下,得到的铝铜接头的结合界面金属间化合物的厚度只有约25μm,剪切强度达到49.8MPa,电导率达到5.29×105 S/cm。在镀镍的基础上,研究了稀土Ce对Al/Cu结合界面组织及性能的影响。在铝中添加适量的Ce,通过对比分析可以得出,稀土Ce能够改善Al/Cu接头的界面组织,提高接头的剪切强度及电导率。少量(加入量低于0.2wt.%)稀土Ce的加入可以细化基体组织、消除有害杂质的不利影响；当Ce含量较高(0.4wt.%)时,稀土会跟铝液发生共晶反应形成稀土化合物,可以成为外来形核的核心,提高形核率,细化晶粒,此外还能使Al2Cu呈弥散分布,强化了Al/Cu结合界面；当稀土含量达到0.6wt.%时,富余的Ce会融入到铝铜化合物或形成复杂稀土化合物(Al6Cu7Ce、Al3CuCe),且随着Ce含量的增加,金属化合物聚集长大,分布在Al/Cu界面处,大大降低了界面的力学性能；当Ce含量高达2wt.%时,铝基体侧的组织中形成了大量的稀土化合物,晶界变厚,组织粗大,铜基体侧虽然生成的Al2Cu相较少,但是铝铜稀土三元合金相数量较多,大大降低了接头的结合强度。添加稀土Ce为0.4wt.%时,接头的剪切强度最大为56.7MPa,电导率最大达到5.43×105S/cm。