本文首次研究开发了Al—Zr（CO3）2原位反应新体系，采用熔体反应法成功制备了内生Al3Zr和Al2O3颗粒增强铝基复合材料，对复合材料的微观组织、凝固行为、反应机制、力学性能进行了研究。 Al—Zr（CO3）2体系制备复合材料的最佳工艺参数为：起始反应温度900℃，反应时间10min，反应物加入量20％（质量分数）。XRD和电子探针分析的结果均表明，Al—Zr（CO3）2原位反应生成的增强相颗粒为Al3Zr和Al2O3。用SEM对原位反应生成的颗粒的大小及分布均匀性进行了评价，结果表明其颗粒平均尺寸约为0．6—0．7μ m，颗粒偏聚程度较小。对复合材料凝固界面颗粒的行为进行了研究。 对Al—Zr（CO3）2反应体系制备（Al3Zr+Al2O3）p/Al复合材料进行反应热力学和动力学的分析研究。结果表明：Al—Zr（CO3）2体系能自发进行反应合成Al3Zr和Al2O3颗粒；反应按反应—扩散—破裂机制进行，认为反应过程主要受化学反应和扩散阻力控制，建立了反应动力学数学模型，对其进行定量描述。 复合材料的室温拉伸强度随Al3Zr和Al2O3颗粒体积分数的增加而增大，和基体相比得到了明显的提高。对于（Al3Zr+Al2O3）p/Al复合材料，当其颗粒体积分数为10vol％时，复合材料的抗拉强度和屈服强度分别为148．3MPa和110．5MPa，延伸率先升后降，拉伸断口呈塑性断裂。对于（Al3Zr+Al2O3）p/ZL101A复合材料，当其颗粒体积分数为10 vol％时，抗拉强度和屈服强度分别为260．7MPa和182．4MPa，延伸率呈下降趋势，颗粒体积分数增加时拉伸断口准解理断裂的倾向越强。复合材料的强化机制主要有四种，即位错强化、增强相弥散强化、固溶强化和细晶强化。 用原位拉伸实验观察了复合材料裂纹的萌生和长大过程，Al3Zr和Al2O3颗粒产生的位错引起了界面处的应力集中，裂纹随载荷增大而形成、长大。裂纹的长大是有选择性的，由于增强颗粒微观分布上的不均匀，使裂纹沿贫颗粒区偏转。 最后首次采用Al—Zr（CO3）2—KBF4反应体系原位反应合成了颗粒增强铝基复合材料，XRD分析表明：Zr（CO3）2和KBF4与铝液反应生成了ZrB2、Al2O3、Al3Zr颗粒。该种复合材料具有良好的抗拉强度和延伸率，拉伸断口属于塑性断裂。