当今工业发展迅速,铝及铝合金在国民经济发展的诸多领域中应用十分广泛,如:航空航天、交通运输、建筑装饰、包装容器、机械电器、电子通讯、石油化工、能源动力、文体卫生等行业。已经成为了国民经济发展的主要轻金属材料。铝合金虽然具有良好的机械性能。但是,由铝合金制备的结构件及零部件在酸性、碱性、高温高压以及潮湿环境中长时间的使用会产生腐蚀、磨损、开裂等一系列问题,并且这些零部件造价较高,对其报废处理成本过高,因此需要对其进行修复以达到再次使用的目的。本论文采取以氮气为加压气体的低压冷喷涂技术在铝合金基体上制备了成分不同的铝基复合涂层,涂层包括纯Al、Al-25vol.%Al2O3、Al-50vol.%Al2O3和Al-75vol.%Al2O3四种涂层。通过研究气体压力、气体预热温度、送粉速率、喷涂距离等工艺参数对冷喷涂沉积效率、涂层与基体的结合强度以及涂层孔隙率的影响,得出了低压冷喷涂技术制备铝基复合涂层的最佳工艺参数;研究了Al2O3的含量对涂层显微组织、孔隙率、硬度、结合强度以及拉伸断裂性能的影响;为了进一步改善涂层质量及力学性能,系统的研究了低温、中温和高温热处理对冷喷涂铝基复合涂层微观组织演变及力学性能变化的影响规律。结果表明,在冷喷涂铝基复合涂层过程中,1.2MPa的气体压力下喷涂涂层的沉积效率、孔隙率以及结合强度数据最佳;400℃气体预热温度下所喷涂的涂层沉积效率最高且涂层质量为最佳;送粉速率为0.6g/s时粉末束的加速效果以及预热效果最佳,所喷涂涂层质量最佳;喷涂距离为20mm时,喷嘴到基体之间的气流状态最佳,粒子的飞行轨迹、速度以及温度达到最佳,冷喷涂的沉积效率、孔隙率以及结合强度也达到了最佳。涂层中Al2O3通过对粉末束中的微米级粒子、沉积层的锤击作用,提升了粉末粒子之间的机械互锁;同时Al2O3作为冷喷涂涂层中的增强相,起到了第二相强化的作用,使涂层的整体硬度得到了提高;适量的Al2O3颗粒会增强喷涂过程中的喷丸效应及钉扎作用,提高涂层与基体的结合强度;Al2O3的添加会增强涂层的质量,降低涂层内部缺陷,从而提升涂层的拉伸强度。对涂层进行了150℃、250℃、350℃、450℃和550℃热处理后,发现中温（250℃、350℃）和高温（450℃、550℃）热处理消除了涂层内部的残余应力,提高了涂层的延展性,降低了涂层的硬度,并可以减弱涂层颗粒间的机械互锁,提升涂层中的冶金结合;低温热处理（150℃）不能有效改善冷喷涂材料的显微组织。中高温热处理可以明显消除材料内部的位错积累,改变晶粒尺寸,使涂层内部结构均匀化。