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碳化硅晶须(SiCw)增强铝基复合材料的综合性能十分优异,可以满足航空航天、军工等领域的特殊性能要求,具有重大的应用背景。本文以自主设计的高合金化7000系高强铝合金(Al-11.1Zn-3.0Mg-1.1Cu-1.4Ti-0.2Zr)为基体,SiCw为增强体制备了铝基复合材料。对SiCw增强铝基复合材料的粉末冶金制备工艺和组织性能进行了研究。所开展的主要研究工作和取得的成果如下:(1)研究了冷压成型—氩气保护烧结—热挤压制备复合材料基体合金的组织与性能。根据DSC分析设计了3种多级强化固溶工艺:S1(450℃×2h+460℃×2h);S2(450℃×2h+460℃×2h+470℃×2h);S3(450℃×2h+460℃×2h+470℃×2h+480℃×2h),并在121℃温度下时效了不同时间。研究表明:基体合金在S2固溶处理后,热挤压形成的大量颗粒析出相基本固溶到基体中,固溶强化效果最好,位错对强度的贡献最大。基体合金在S2固溶—121℃×18h时效后硬度最大,硬度值为220.7HV。随着固溶温度和固溶时间的增加,抗压强度逐渐下降,而断裂应变呈现上升的趋势。在S2固溶工艺下,基体合金有较好的综合性能,其抗压强度为643.1MPa,断裂应变为7.0%。(2)研究了复合材料的制备工艺(球磨混粉—冷压成型—氩气保护烧结—热挤压—固溶时效)。研究表明:湿磨SiCw—湿磨SiCw和基体混合粉—机械干磨SiCw和基体混合粉的混粉工艺可制备出SiCw在基体中分布均匀的复合粉末。冷压压力的增高可以改善复合材料的微观组织以及提高复合材料的致密度和硬度,但是当冷压压力达到740MPa时,压力提高对复合材料的组织和性能的影响很小。烧结温度低于550℃时,复合材料未完全烧透,烧结温度达600℃时,液相的析出使复合材料致密度略有下降,但是能提高复合材料的硬度。热挤压变形可使复合材料的致密度和硬度大幅度提升。在固溶工艺(450℃×2h+460℃×2h+470℃×2h+480℃×2h)下,复合材料的组织和性能最优。550℃烧结的复合材料,由于复合材料界面结合能力弱,在时效后界面发生松弛,未出现时效硬化现象,硬度值不升反降。(3)研究了氩气保护620℃烧结—热挤压制备复合材料的组织与性能。研究表明:相比于550℃烧结,氩气保护620℃烧结的复合材料性能显著提高。随着SiCw体积分数的提高,材料内部晶粒尺寸大小变得不均匀,位错密度提高,位错对强度的贡献增加。含量为2.5vol.%和5vol.%SiCw复合材料的致密度分别为98.9%和99.2%,抗压强度分别为617.1MPa和658.9MPa,断裂应变分别为11.4%和13.9%。(4)初步研究了热等静压—热压制备复合材料的组织与性能。研究表明:相比于氩气保护烧结,热等静压—热压制备的复合材料的性能进一步提高。随着SiCw体积分数的提高,材料内部晶粒尺寸变小,位错密度提高,位错对强度的贡献增加。含量为2.5vol.%和5vol.%SiCw复合材料的致密度分别为99.5%和98.6%。2.5vol.%SiCw复合材料综合性能最好,其硬度为217.7HV,抗压强度为674.4MPa,断裂应变为9.0%。本文创新性地以自主设计的高合金化7000系高强铝合金为基体,SiCw为增强体,通过粉末冶金(氩气保护烧结、热等静压烧结)—塑性变形(热挤压、热压)—强韧化热处理工艺制备加工出综合性能较优的铝基复合材料,实现了粉末冶金各流程工艺参数与性能间的有效调控。