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金属基纳米复合材料(Metal-matrix nanocomposites，简称MMNCS)是近年迅速发展起来的一种新型材料。MMNCS的研发，一方面可以为进一步提高金属基复合材料性能提供一条新途径，另一方面，对于揭示纳米相增强金属基复合材料强化机理也有一定指导意义。 本文在综合现有研究成果的基础上，根据性能决定于结构而结构又决定于工艺的逻辑关系，以液态法为基础，结合固态法等其它工艺优点，选用纯铝、AA2024、AA6061和AA7075作为基体，纳米SiCp作为增强相，制备纳米SiCp强化铝基材料。目的是突破现有制备工艺上遇到的难题，如增强体不均匀、界面结合差、材料塑性低等，探讨纳米颗粒对基体的作用机理。实验结合理论研究取得主要结果如下: (1)采用高能球磨机械活化法引入Cu对增强体纳米SiCp进行预处理，提高了纳米SiCp与铝合金液的浸润性，制备了组织细化、界面结合良好、力学性能显著提高的SiC/Cu复合颗粒强化铝基材料。SiC/Cu复合颗粒的添加同时起到了异相形核作用，增加了基体中的初生晶核的形核点，细化了晶粒。而且，Cu元素的引入改善了强化材料的铸造性能，提高了强化材料的致密度。强化材料强度的提高是细晶强化、弥散增强、位错强化、变形强化及对致密度影响共同作用的结果。 (2)采用SiC/Cu复合颗粒提高AA6061的耐磨性能。SiC/Cu复合颗粒的添加，一方面提高了基体材料的硬度和剪切抗力;另一方面，SiC/Cu的巧妙结合在添加硬质点的同时引入软基体Cu，类似石墨的自润滑作用，减小和平稳了摩擦系数。两方面综合作用的结果使SiC/Cu/AA6061材料具有更低的摩擦系数和磨损率。 (3)采用粉末冶金结合液态熔铸工艺制备了纳米SiCp强化AA6061和AA7075材料，并进行了T6热处理。结果表明，强化材料的强度随纳米SiCp含量的增加而线性增加，且其时效强化能力高于基体。同时，发现同体积纳米SiCp强化效果明显好于微米SiCp强化效果。 (4)对SiCp/AA6061、SiCp/AA7075和基体进行干滑动磨损实验，比较了三者在不同载荷下的磨损率、摩擦系数，并观察其变化规律以分析强化机理。数据显示，SiCp/AA6061和SiCp/AA7075的磨损率、摩擦系数均小于基体，尤其在高载荷下尤为显著。在低载荷下，纳米SiCp的添加提高了基体材料的硬度，增加了磨损抗力，促进了摩擦表面富铁转移层的形成，降低了磨损率;在高载荷下，提升了基体由轻微磨损向严重磨损转变的临界载荷，推迟了粘着磨损的发生，降低了摩擦系数，进而降低了磨损率。 (5)分别进行SiCp/AA6061、SiCp/AA7075与基体在3.5％NaCl（质量分数）溶液中的电化学腐蚀对比实验。观察到SiCp/AA6061与基体合金的腐蚀，均以点蚀为主，纳米SiCp的加入不影响基体的点蚀敏感性，但强化材料一旦发生腐蚀，腐蚀速度大于基体。而SiCp/AA7075的腐蚀特性虽同基体一致，二者的电路表示码均为LR(Q(R(CR)))，但其耐蚀性高于基体。对腐蚀机理的进一步研究认为纳米SiCp在晶界的存在分割了基体晶界上的沉淀相，阻断了晶界阳极性的η相与其边缘合金组成的腐蚀电偶形成的连续的活性通道，降低了AA7075晶间腐蚀敏感性，提高了基体耐蚀性。