1、课题来源与背景：本课题来源于广东省基础与应用基础研究基金区域联合基金-青年基金项目。碳纳米管（CNTs）增强铝基复合材料（AMCs）因其具有轻质、高比强度比模量以及优良的功能特性作为面向国防建设与先进制造等领域需求牵引的一类重要基础结构材料，在快速发展的航空航天、交通运输等装备轻量化方面具有重要的应用价值和广阔的应用前景。
2、研究目的与意义：本申请围绕Al/CNTs界面适配及组织和力学性能调控为核心，对Al-CNTs复合体系进行合金成分设计，在通过变速球磨混合─粉末冶金─热处理工艺制备含有合金元素的CNTs增强AMCs的基础上，借助微观结构精细表征、力学性能测定及理论计算等手段，明确合金元素在基体中的固溶─析出和界面偏聚过程，揭示Al/Si/CNTs复合界面的形成机制及其与合金元素尺度参数、制备与热处理工艺参数的相关性，阐明复合界面结构对复合材料强韧性的影响机理，建立合金元素─微观组织─力学性能之间的相互关系，为进一步开发综合性能优异的CNTs增强AMCs奠定理论基础。
3、主要论点与论据：合金元素Si 通过高温烧结时在铝基体中的固溶和局部Al-Si 共晶反应阻碍了碳原子在铝基体中的溶解和扩散，从而实现了对Al/CNTs 界面反应的控制，为复合材料的界面结构调控提供了可行性解决新方案；合金元素Si的引入在AMCs 中形成了非连续Al/Si/CNTs 复合界面结构以及在CNTs 周围析出的纳米Si颗粒通过钉扎效应有效地加强了基体与增强相的界面润湿和界面结合，提高了载荷传递效率，同时微合金化的设计通过强化基体性能促进了与增强相间的协调变形能力，实现了AMCs强塑性的良好匹配；CNTs 和微纳米Si 颗粒通过钉扎效应促进了细晶强化效果，同时在不显著增加位错聚集程度的前提下提高了位错强化贡献；随着复合界面的形成以及微纳米粒子协同作用，赋予了增强相粒子良好的承载强化效果，使得本研究开发的Al-Si-CNTs 复合材料的抗拉强度达到391 MPa，与纯Al、Al-CNTs和Al-Si复合材料相比分别提高了79%、69%和48%，同时保持了7.1%的伸长率，实现了AMCs强塑性的良好匹配。
4、创见与创新：（1）提出了基于铝基复合材料界面微合金化设计协同调控界面反应与界面结合的新思路。（2）建立合金元素影响下复合界面结构演变与材料性能及失效机制的相互关系。

5、社会经济效益与存在的问题：本研究为基于微合金化调控AMCs微观组织与界面结构实现性能优化提供了可行性理论依据和实验参考，有望进一步拓展轻质高强韧AMCs在航空航天等关键装备轻量化设计领域的应用。后续将围绕合金元素影响下复合界面的演变与AMCs中位错运动行为及界面协调变形能力关系的精细表征与机理解析为核心展开技术攻关，为基于复合体系微合金化开发具有强韧性匹配的高性能金属基复合材料提供坚实的理论依据和实验基础。