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航空航天领域的飞速发展对材料的比强度、比刚度提出了更高的要求,传统铝合金已经难以满足要求。颗粒增强铝基复合材料可以显著增强材料的强度和耐磨性,但引入的增强相颗粒尺寸通常在微米级别,会使材料的塑性以及切削加工性下降。原位自生铝基复合材料增强相颗粒尺寸减小到纳米级别,复合材料的强度和塑性可以同时得到提高,并且具有良好的机械加工性能。但纳米颗粒的特性使其极易在晶界处聚集,如何控制纳米颗粒在基体中的分散和均匀分布一直是个难题。通过气雾化快速凝固制备二硼化钛增强铝基复合材料粉体,晶粒细小,增强相颗粒分散均匀。再以这种粉体为原料,经过烧结和热挤压可以得到均匀分布的纳米陶瓷颗粒增强铝基复合材料,力学性能可以得到明显的提升。本论文研究了快速凝固TiB2增强铝基复合材料粉体的微观组织,探究了气雾化粉体晶粒尺寸影响因素,分析了TiB2和α-Al的位向关系及其对TiB2颗粒在晶体内分布的影响;研究了TiB2增强Al-Cu-Mg块体复合材料的显微组织结构,探讨了复合材料的强韧化行为。对粉体的研究分析表明,经快速凝固得到的复合材料粉体内部呈细小的等轴晶结构,TiB2颗粒的加入对复合材料粉体晶粒有明显的细化作用,合金成分的改变对复合材料粉体的凝固行为影响较小。TiB2颗粒大小会影响它在粉体内的分布:较大颗粒分布在晶界处,小颗粒均被吞噬在晶内。晶内和极少数晶界处的TiB2颗粒与周围邻近α-Al晶粒可以形成共格界面,促进晶粒对颗粒的吞噬,让颗粒在晶体内得以弥散均匀的分布。对TiB2增强Al-Cu-Mg复合材料粉体进行SPS烧结和热挤压后得到块体复合材料。对块体的观察研究表明TiB2增强Al-Cu-Mg复合材料晶粒细小,热处理前后晶粒尺寸无明显变化,TiB2颗粒在基体合金中分布均匀。相比于基体合金,本文制得复合材料的强度和塑性都得到了明显的提升。