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精密化程度越来越高的现代工业对材料的尺寸稳定性要求越来越高，传统合金已经不能满足要求，颗粒增强金属基复合材料因其优异的尺寸稳定性成为研究者最为关注的优选材料，已经获得成功应用。但是其稳定性设计研究不足，材料稳定性设计的定量、半定量研究没有报道。因此关于金属基复合材料的尺寸稳定性设计研究有着十分重要的理论意义和工程价值。金属基复合材料的主要可半定量控制的元素是增强相的尺寸和体积分数，本文提出弥散度的概念将其进行统一描述，尝试解决材料设计的基础理论问题。采用SEM、TEM、元胞自动机模拟、微屈服强度测试和动态尺寸稳定性测试等多种研究方法，分析了弥散度对显微组织的影响，探求了增强相弥散度与颗粒增强金属基复合材料尺寸稳定性间的关系并建立了如下关系式：DFs=[DFs0 DFs1 DFs2 DFs3]弥散度以向量形式进行表达，并考虑了增强相颗粒的尺寸分布，各分量表示其在各维度上的弥散程度。增强相体积分数越大，尺寸越小，弥散度各分量也越大。当两弥散度相比时，各分量都大者为较大的弥散度。本文选择1060工业纯Al作为基体，选用尺寸为5μm、10μm、20μm、30μm、63μm五种不同尺寸的SiC颗粒，分别制备了增强相分别为15%、25%、35%、45%的20种SiC/Al复合材料，并在350C保温1h后炉冷退火。通过SEM、TEM观察可知，各复合材料的界面都结合良好、清洁，无杂质和析出相；增强相弥散度大时分布均匀性也较好，复合材料基体中会出现缠结态位错组织和亚晶组织。元胞自动机模拟显示，增强相弥散度较大时基体晶粒尺寸也较小。研究了增强相弥散度对复合材料微屈服强度、屈服强度和动态尺寸稳定性的影响。微屈服强度和屈服强度随着弥散度各维分量的增大而增大，动态尺寸稳定性随着弥散度三维分量的增大而提高，随着二维分量的增大而降低。根据本实验的结果，分析得到增强相弥散度影响尺寸稳定性的规律，微塑变抗力的实质是阻碍位错运动，动态尺寸稳定性的实质是减少内应力松弛。建立了理论模型并计算，结果与实际拟合较好。为此应尽可能选用高体积分数，小尺寸颗粒作为增强相，以使其在各个层次都具有较高的弥散度。故在本实验条件下，弥散度为[6.9×10151.6×1078.1×1054.5×10-1]时表现出优良的尺寸稳定性，对应本弥散度的复合材料设计参数为SiC增强相尺寸5μm，体积为45%，其微塑变抗力为166.2MPa，冷热循环残余形变值为3.91×10-6。