碳纤维增强的铝合金复合材料具有轻质高强、高模高韧、耐热、耐磨、耐蚀等优异性能,应用前景广阔。但碳纤维与铝合金之间的界面相容性差,为改善界面结合,本文采用化学镀技术对碳纤维镀覆Ni、Cu、Cu-Ni三种金属层,并对改性碳纤维进行热处理,采用粉末冶金工艺制备改性碳纤维增强的6061铝合金复合材料,利用EDS、XRD对镀层成分、物相进行表征,利用SEM对镀层、复合材料组织、磨损表面、磨屑等形貌进行表征,并研究了界面结合特征和纤维添加量对复合材料的致密度和力学性能的影响。(1)通过对化学镀沉积速率的测试和镀层形貌的观察,确定了最佳化学镀工艺:镀Ni的p H值、温度、时间分别为8、70℃、3 min,镀Cu的p H值、温度、时间分别为12.5、50℃、5 min。采用先镀Cu后镀Ni的两步法工艺在碳纤维表面制备了Cu-Ni复合层。(2)碳纤维热处理后,镀Cu碳纤维中纤维与镀层的界面结合方式为机械结合,镀Ni和镀Cu-Ni碳纤维中Ni向纤维的扩散导致界面由机械结合转变为扩散结合,镀Ni碳纤维中存在纤维损伤以及纤维结构的石墨化转变,镀Cu-Ni碳纤维中的Cu过渡层防止纤维受损并阻碍了石墨化转变进程,并在Cu-Ni复合层中发生固溶反应生成二元合金相固溶体Cu Ni。(3)随纤维添加量的增多,镀Ni、Cu、Cu-Ni碳纤维增强铝基复合材料的致密度和摩擦系数不断降低;线膨胀系数和磨损率先降低后升高;硬度和抗拉强度先升高后降低。三种复合材料经固溶时效处理之后,它们的致密度、硬度、抗拉强度均升高,线膨胀系数、摩擦系数、磨损率均降低。镀Cu-Ni碳纤维增强铝基复合材料的摩擦系数、磨损率最小,硬度、抗拉强度、线膨胀系数等力学性能最好。(4)低载荷下,6061铝合金的磨损机制为粘着磨损和磨粒磨损,三种复合材料均为轻微的剥层磨损和磨粒磨损。镀Ni和镀Cu碳纤维增强铝基复合材料中分别伴随着纤维断裂和纤维脱粘,镀Cu-Ni碳纤维增强铝基复合材料的磨损表面平整光滑。6061铝合金的磨屑为大尺寸的块状且数量较多,复合材料的磨屑为小尺寸的颗粒状,磨损失重量少。高载荷下,6061铝合金发生严重塑性变形,而镀Cu-Ni碳纤维增强铝基复合材料仍为磨料磨损,磨损表面平整且质量损失较少,表现出优异的耐磨性。