本文采用压力浸渗法制备了沥青基碳纤维P100增强铝复合材料(P100/Al)，并利用X射线分析法、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、万能拉伸试验机、激光导热仪和热效应自动分析仪等手段研究了沥青基碳纤维的结构和性能，纤维含量、基体成分和热处理状态对P100/Al复合材料的力学性能及热物理性能的影响。P100碳纤维石墨化度高，微晶尺寸La和堆叠厚度Lc大，孔隙率小，缺陷尺寸大，这些组织特性使其拉伸强度低，弹性模量高，热导率高，并建立了石墨化度、孔隙率与热导率的关系。压力浸渗法制备的P100/Al复合材料组织致密无缺陷，低体积分数复合材料碳纤维分布不均匀，在界面处生成的Al4C3少，尺寸仅为100-200nm，并且在P100/6061Al的界面处，还有粒珠状的β相(Mg2Si)和长条状的Al8Fe2Si析出。在近界面处的基体中有高密度的位错，并有第二相β相(Mg2Si)和β’相(Mg9Si5)生产。随纤维含量增大，纤维排布紧密，弯曲强度和弹性模量升高。对复合材料的热导率研究表明，随纤维含量增大，沿纤维方向热导率先升高再降低，并不完全符合混合定律，垂直纤维方向热导率降低，Kingery模型能更好地预测P100/Al复合材料垂直于纤维方向热导率；基体热导率高的复合材料热导率高；退火态的热导率低于压铸态。P100/Al复合材料的热膨胀系数受到多因素影响：随温度升高，沿纤维方向热膨胀系数先升高后降低，垂直纤维方向热膨胀系数升高；随体积分数升高，热膨胀系数降低；基体合金对热膨胀系数的影响因纤维含量不同而不同；退火态热膨胀系数小于压铸态热膨胀系数。Van Fo Fy模型能更好地预测沿纤维方向热膨胀系数；Schapery模型能更好地预测垂直纤维方向热膨胀系数。