随着科学技术的革新,传统材料已然难以满足工业发展对材料性能提出的各类特定要求。在金属基复合材料中,碳纳米管增强铝基（CNT/Al）复合材料凭借其轻质和高强等特性,在航天航空和交通运输等领域具有广泛的应用前景。然而,制备高性能的CNT/Al复合材料仍存挑战:将CNTs均匀分散至基体中,并在复合材料界面实现良好的结合是两大关键问题。因此,更多新颖实用的制备方法和相关基础理论有待进一步开发和完善。本研究首先采用多步球磨、放电等离子烧结（SPS）和热挤压工艺制备CNT/Al复合材料。然后用各类测试设备对复合粉末和棒材的表面形貌、物相、微观组织与性能演变等进行检测和评估,从而确定强化效果较佳的钛粒径。实验结果表明:多步球磨能较好地将CNTs分散至铝基体和钛颗粒中,但一定程度地破坏了其结构;加入的Ti颗粒首先减缓了CNTs在复合材料中的分散负担,经烧结和挤压后,在CNT/Al的组织中形成了较均匀分散的第二相:其为钛颗粒处原位生成TiAl₃层,并将CNTs紧密地包裹于Al-Ti界面,从而得到大面积紧密结合的CNT-Al界面。同时,复合材料中的CNTs也得到两种类型TiC的表面修饰,提高了CNTs本身的载荷承载能力,有利于复合材料性能的提高。拉伸结果表明:加入80nm和1μm钛后的CNT/Al复合材料都获得了较好的拉伸强度（241MPa和216MPa）。而加入粒径大于1μm的钛,材料的拉伸性能开始下降,这是因为加入的钛粒径越大,复合材料内部的第二相数量越少,且生成的TiAl₃层不充分,因此强化效果不佳。在上述研究的基础上,选取钛粒径为1μm的钛,以钛含量为变量,并通过如前所述的工艺制备了CNT/Al复合材料,并用同样的测试手段对其进行了表征和测试。结果表明:加入7vol%的钛含量,在本实验中其拉伸力学性能效果为最佳（221MPa）。因其既平衡了第二相的脆性效应,又利用了其在上述提到的增强效应。钛含量过少,复合材料塑性好,材料致密度相对较好,组织内部的第二相少,材料硬度值低,拉伸性能较低。钛含量过高,复合材料脆性大,材料致密度较低,组织内部的第二相多,材料硬度值高,拉伸性能也相应降低。