铜铝复合材料是运用某种加工技术将铜、铝两种力学、物理和化学性能不同的合金在界面处实现牢固结合的一种新型复合材料。铜铝复合材料不仅可以保持原有金属母材的特性,同时可以弥补单一金属母材的不足,扬长补短,提高综合性能,还可以解决铜资源短缺问题,满足不同环境下对材料的要求,在众多领域有着广泛的应用。目前铜铝复合材料的生产方法有多种,铸轧制复合法是近几年国内开发的一种新加工工艺,该种工艺是利用铸造复合时的高压和液态金属材料的高温,使固态金属与液态金属实现异种金属的结合,从而使复合材料达到良好性能。本文采用铸轧复合工艺制造的Cu/Al复合板,铸轧复合工艺可以使Cu/Al复合板实现良好的机械结合,但退火处理对Cu/Al复合板界面层形成及演变规律有重要的影响。本文利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪及能谱分析等手段,对比研究了不同退火温度和时间处理后的Cu/Al复合板界面扩散层微观形貌及扩散层厚度演变规律,分析构建Cu/Al复合板界面层形成及演变模型,通过硬度试验、拉伸实验、剥离试验和电导率测试,分析界面层金属间化合物力学行为;研究不同固溶冷却方式对铜铝界面微观组织的影响,探究冷却方式对界面扩散层孔洞的生成机理。本文为提高Cu/Al复合板结合综合性能,拓展Cu/Al复合板的广泛使用提供理论基础。论文的主要研究结论如下:（1）在铸轧复合时,Cu/Al复合板面形成了少量的金属间化合物,界面扩散层很小。随着退火温度和时间的增加,Cu/Al复合板界面扩散层厚度增加,温度和时间不同,扩散层增长速率不同。在退火温度为250℃、300℃、400℃时界面扩散层形成Al₂Cu、AlCu、Cu₉Al₄三种金属间化合物,450℃/4h退火处理时形成Al₂Cu、AlCu、Cu₉Al₄、AlCu₃四种金属间化合物,500℃退火处理能形成Al₂Cu、AlCu、Al₂Cu₃、Cu₉Al₄、AlCu₃五种金属间化合物。（2）铸轧复合板界面扩散层厚度小、硬度低;随退火温度和时间的增加,Cu/Al复合板硬度升高;抗拉强度、电导率和结合强度随温度的增加先升高后降低;延伸率随退火保温时间的延长先升高后下降,当退火保温时间为2h时,延伸率随温度的增加而升高,当退火保温时间为4h时,延伸率随温度的增加而先升高后下降;这与界面扩散层形成的金属间化合物的种类和数量相关,厚度合适的界面层能提高Cu/Al复合板的综合性能。综合实验结果,最优热处理工艺为350℃保温时间2h。（3）经500℃×2h固溶处理后,形成Al₂Cu、AlCu、Al₂Cu₃、Cu₉Al₄、AlCu₃五种金属间化合物。随冷却速度减小,界面扩散层厚度和硬度进一步增加。剥离过程中,铸轧复合板靠近Al基体断裂,经500℃×2h固溶处理不同冷却方式处理后,复合板均断裂在界面扩散层;冷却速度的减小,裂纹扩展能力减弱,过厚的脆硬金属间化合物不利于复合板的结合。（4）在较短时间内,炉冷复合板界面会生成较小孔洞,随保温时间的增加,孔洞消失。水冷、空冷Cu/Al复合板随时间的增加,孔洞数量增加,随冷却速度减小,孔洞消失。由于界面产生kirkendall效应,快速冷却时,空位来不及被填补,导致界面形成孔洞。当冷却速度较慢时,扩散速率慢的原子有充分时间来填补空位,界面孔洞消失。