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氧化铝/铝复合材料既具备氧化铝陶瓷高强度、高模量及高硬度的特点,又表现出铝金属相的良好韧性,因此采用此类材料制造的零部件不仅具有高强韧的性能优势,可大幅提升零部件服役过程中的稳定性与可靠性,同时能够满足航空、航天等领域的装备轻量化要求。本文采用微弧氧化-热压法制备氧化铝/铝微叠层复合材料;研究了不同微弧氧化时间下制备的氧化铝微层的成分及微观结构,分析了氧化铝微层厚度对其表面粗糙度、电阻率、击穿电压的影响,探讨了热压工艺参数对氧化铝/铝微叠层复合材料微观结构及密度的影响,分析了复合材料中氧化铝/铝界面的结合方式。实验首先以厚度为50μm的铝箔(箔材A)作为前驱体,对其进行微弧氧化处理在表面形成氧化铝陶瓷微层,得到箔材B;然后将箔材A与箔材B按照ABAB......方式交替叠放,最后真空热压制备出氧化铝/铝微叠层复合材料。采用EDS、XRD、OM及SEM表征了氧化铝微层及复合材料的成分与微观结构,采用粗糙度测量仪测试了氧化铝微层的表面粗糙度,借助耐压仪研究了氧化铝微层及复合材料的电绝缘性,采用排水法测定了复合材料的密度。结果表明:箔材A经微弧氧化处理后得到的箔材B具有氧化铝/铝/氧化铝“三明治”叠层结构,可为氧化铝/铝微叠层复合材料提供两层氧化铝微层和一层铝微层;氧化铝微层主要由Al与O元素组成,同时含有少量Si、P元素;XRD测试结果表明Al、O元素主要以γ-Al203形式存在;氧化铝微层具有多孔结构,与中间铝微层结合良好。此外,随微弧氧化处理时间延长,氧化铝微层显著增厚;微弧氧化处理15～30min获得的氧化铝微层的厚度约为10～15μm,表面粗糙度为7～12μm,击穿电压为544～740V,击穿时间为21.8～29.6s,电阻率为6.6×1010～7.1×1012Ω·cm。采用氧化铝微层厚度约为10μm的箔材B1与箔材A叠层热压制备出氧化铝/铝微叠层复合材料,其中优选的热压工艺参数为热压压力4MPa、热压温度5900℃、保温时间40min;在优选热压工艺下制备的复合材料,层状结构清晰,氧化铝层厚度约为10μm,铝微层厚度约为45μm,层间距均匀,界面结合良好,无明显孔隙或裂纹出现,密度约为 2.95g/cm3。在优选热压工艺参数下制备不同叠层数的氧化铝/铝微叠层复合材料,随着叠层数的增加,其击穿电压升高。叠层数为20层时,击穿电压为130V;叠层数为50层时,击穿电压可达330V。氧化铝/铝微叠层复合材料中氧化铝与铝的界面结合表现为两种形式:(1)箔材B中经微弧氧化形成的氧化铝/铝界面,以微冶金方式结合;(2)箔材A与箔材B表面的氧化铝微层经由真空热压相互嵌合形成的氧化铝/铝界面,主要表现为机械结合。