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碳纳米管因具有优越的力学性能和物理性能而受到广泛的关注,是铝基复合材料的理想增强相。选择合适的工艺方法提高碳纳米管在金属基体中的分散性是制备碳纳米管增强铝基复合材料的关键所在。本文通过传统熔铸与高能超声的结合制备工艺,探索制备碳纳米管增强铝硅合金的方法。同时,还对碳纳米管表面进行了包覆处理,以达到增加碳纳米管与铝基体润湿性的目的。后期对0.9 wt.%CNTs/A356铝基复合材料进行热挤压变形。系统地研究了不同挤压温度以及挤压比对材料显微组织以及不同工艺条件下制备的复合材料磨损性能变化。主要内容有:（1）碳纳米管需要以预制材料形式加入到合金熔体中,通过比对高能超声处理以及传统搅拌分散法可知高能超声相比机械搅拌更能分散熔体中的碳纳米管。（2）通过探索在不同超声功率以及不同碳纳米管的添加量制备CNTs/A356铝基复合材料。实验结果表明:在本实验条件下,通过超声辅助搅拌铸造法制备CNTs/A356铝基复合材料的最优工艺为超声功率2.1Kw以及加入量为0.9 wt.%。（3）加入碳纳米管可一定程度上减小复合材料的晶粒度。最优工艺参数下的复合材料屈服强度为202MPa,抗拉强度为261MPa,分别比同条件下的基体合金提高了21.9%和38.3%。（4）通过在反应釜中加热的办法可在碳纳米管表面包覆一层氧化钛颗粒,分布于碳纳米管表面的氧化钛呈现出细颗粒状或针状。用酸处理可在碳纳米管表面引入的羧基官能团,这是包覆成功与否的关键所在。包覆氧化钛工艺可有效改善碳纳米管与铝液的润湿性。（5）通过热挤压工艺发现,该工艺可以一定程度上降低复合材料中的碳纳米管聚集现象,并且随着外界的温度以及挤压比的变化而变化,参数越大则效果越明显。此外,通过热挤压可破碎基体中硅相组织,并沿着挤压方向优化硅相的分散性。然而挤压温度越高,组织中的硅相尺寸越大。在挤压比为20,温度为430℃的工艺参数下,0.9 wt.%CNTs/A356复合材料抗拉强度和屈服强度为305MPa和252MPa,复合材料的延伸率为13.2%。碳纳米管在铝基复合材料中的强化机制主要有载荷传递（承载强化）、细晶强化机制等多种强化机制。通过计算可知,碳纳米管载荷传递机制是复合材料中主要的强化机制。（6）通过磨损试验比对可知,碳纳米管的加入可有效提高复合材料的耐磨性并且降低材料的摩擦系数。在40N载荷时,CNTs/A356纳米复合材料的样品在磨损试验中相比基体具有更好的摩擦稳定性。（7）纳米复合材料的摩擦系数和磨损率因加入了1.2 wt.%的碳纳米管降低至0.359和13×10-3mm3/m,比基体合金低26%和39%。在不同载荷下1.2 wt.%CNTs/A356铝基复合材料随施加载荷的提高,复合材料的摩擦系数持续下降,而磨损率则增加。（8）经包覆处理的碳纳米管相比未包覆前对复合材料耐磨性能影响有一定程度的增加。当复合材料中的TiO2@CNTs为0.3 wt.%时,试样的磨损率大概为19.45×10-3mm3/m。随着复合材料中碳纳米管含量的进一步提高,材料的耐磨性持续提高,当碳管含量为0.6 wt.%,0.9 wt.%和1.2 wt.%时,磨损率分别为17.24×10-3mm3/m,14.2×10-3mm3/m和11.4×10-3mm3/m。摩擦系数以及跃动值也表现出大体一致的趋势,都是随着碳纳米管含量的增加而下降。（9）热挤压工艺在提高复合材料的耐磨性效果明显。0.9 wt.%TiO2@CNT/A356铝基复合材料,经热挤压处理后复合材料的磨损量为8.35×10-3mm3/m。相比挤压前的同试验条件下的磨损量下降了近41.9%。这表明,复合材料热挤压工艺处理能够大幅度提高复合材料的耐磨性能。（10）碳纳米管含量是影响复合材料磨损行为的主要因素。通过面扫描和EDS的结果可知,在磨损试验过程中碳纳米管会从基体上剥离下来,并且碳被粉碎或磨损形成用作固体润滑剂的碳膜,因此降低了磨损率和系数的摩擦。同时,附着在基质上的暴露的碳纳米管减少了磨面与摩擦副直接接触的面积,从而降低了复合材料磨损率和摩擦系数。