本文针对大气下存放8年的Cf/Al复合材料构件的腐蚀与未腐蚀区域，观察其显微组织和缺陷，通过对工艺过程分析和试验再现验证，分析显微组织和缺陷的形成，得到复合材料显微组织与制备工艺的相关关系，这对于利用工艺方法低成本、高效率地提高复合材料性能具有重要的科学意义和工程价值。对Cf/Al复合材料构件不同区域的形貌和微观组织观察及物相分析表明，界面反应产物Al4C3和缩孔缩松缺陷含量的不同造成复合材料构件呈现不同损伤特性。对构件不同区域制备过程的温度特征的计算表明，Al4C3和缩孔缩松缺陷的产生与铸造温度和冷却过程有关。根据计算结果，设计了验证试验，研究铸造温度和冷却过程对Al4C3形成的影响。铸造温度选取670℃、700℃和750℃，结果显示随铸造温度升高，Cf/Al复合材料界面反应迅速增加，Al4C3相的尺寸增大、长径比减小，含量与温度基本满足指数关系。由于对冷却速度的控制难度较大，对制备的复合材料进行高温停留试验模拟冷却过程，研究冷却过程中的温度和时间对界面反应的影响。结果显示：550℃保温处理界面反应不明显，这是由于M40J碳纤维石墨化度较高，对碳原子的束缚力增大，降低碳向铝中的扩散；并且微晶沿纤维轴向排列的取向性高，易于形核的微晶边缘减少，因而需要在更高的温度下才能明显反应；600℃时Al4C3的增加速度呈现先快后减慢，这可能是由于纤维表面易于形核位置减少，Al4C3尺寸增加使碳原子难以扩散通过至反应前沿；640℃时温度给形核提供足够高的能量，使形核位置不再局限于微晶边缘和缺陷等，另外温度的升高使碳原子的扩散能力大大增加，因而随保温时间增加，Al4C3的含量持续线性增加。结合高温停留试验结果，运用热力学和动力学理论分析不同温度下界面反应的可行性和反应速率。热力学计算表明，理论上200~1200K界面反应均可发生；动力学计算表明，M40J/6061Al复合材料中，温度低于840K时扩散速率常数几乎为零，可认为不发生界面反应；860K后扩散速率常数迅速增加，因而在Cf/Al复合材料制备过程中，应尽可能的减少温度超过860K时的停留时间；碳在铝中的扩散激活能为735.129kJ/mol，界面反应激活能为367.564kJ/mol。