铝合金材料已经广泛应用于航天、航空、汽车、机械制造和生活的各个领域，在一些领域中逐步取代密度较大的钢铁材料。A356铝合金以密度低、加工精度高、铸造性能优异、成本低廉等特点广泛应用于汽车制造行业。向铝合金中添加模量和强度均很优异的碳纤维来提高其强度的复合材料构想是提高铝合金力学性能的有效途径。目前研究较为广泛的碳纤维增强复合材料多采用连续纤维，但连续纤维复合材料呈各向异性的力学性能仍限制其使用范围。本文采用熔体搅拌法制备的随机分布的短碳纤维(Short Carbon Fiber, SCF)增强铝合金复合材料具有宏观各向同性、制备工艺简单、制造成本低廉等优点。　　本文依照单向纤维增强复合材料理论计算得出，添加SCF的体积分数应高于0.8％，并确定了采用SCF表面化学镀铜改善与铝合金熔体的润湿性的熔体搅拌复合铸造工艺。　　本文采用两种无贵金属一步活化法——镍盐热分解活化和离子镍活化，并成功地在SCF表面实现了化学镀铜。采用TGA、XPS、IR和SEM等手段对纤维化学镀铜前处理过程和镀覆过程进行表征和分析。结果显示，碳纤维经过400℃加热30 min可以有效去除表面的上浆剂。热分解法镍活化的工艺参数为活化中NiCl2、NaH2PO2、CH3CH2OH和H2O按物质的量配比为1∶1∶15∶10，于160℃下加热20 min。实验结果显示，在离子镍活化工艺中活化温度和活化时间成反比关系，室温下采用2 g/L的NiSO4溶液对SCF活化20 min，采用KBH4溶液室温还原20 min即可。优化的化学镀铜液成分组成:CuSO4质量浓度为16g/L、EDTA质量浓度为20g/L、KNaC4H4O6质量浓度为10g/L、HCHO的体积浓度为10 mL/L。通过XRD分析铜镀层，含有少量Ni元素，进一步说明了Ni对Cu的催化作用。　　本文采用熔体搅拌铸造和真空除气工艺制备镀铜SCF增强A356合金的复合材料。实验得到了熔体温度、真空时间对复合材料锭气孔率的影响规律，在700℃熔体温度和2 kPa的真空度下，2 min即可以有效排出夹杂气体，获得致密度不低于98.5％的复合材料。熔体旋转搅拌速率为800 r/min可以制得碳纤维分布均匀的复合材料，采用SEM及EDS分析显示界面结合紧密，C/Al两相在界面处存在1～2μm的过渡区。　　本文对此种方法制备的复合材料的拉伸强度、弯曲强度、延伸率、硬度做了测试。结果显示，复合材料的强度随着SCF的体积分数增加而提高，但延伸率随着SCF的体积分数增加而降低。复合材料的强度随着SCF的长度变化不明显，并且纤维长度超过6mm时，强度开始有下降趋势，推测与纤维的弯曲有关，当SCF体积分数为4.5％，长度为3mm时复合材料的强度最高。实验还对不同热处理状态下复合材料的硬度做了测试，SCF/A356复合材料铸态和热处理态的硬度均高于基体A356合金。本文还采用应力等效分解法给出了二维平面短纤维复合材料的模量预报公式和空间随机分布的短纤维增强复合材料模量的估算方法。　　根据复合材料的断口形貌分析SCF强化A356基体合金的机理可知，通过界面剪切应力传递承载强化为SCF强化基体的主要方式。另外，SCF还对法向裂纹扩展有阻滞作用，SCF与基体由热错配应力产生的位错以及SCF的钉扎限制了晶粒长大也起到了强化作用。