颗粒增强铝基复合材料具有高比强度、高比模量、高硬度、高耐磨性、耐高温等优良特性,具有十分高的研究价值。众多陶瓷增强相中TiB₂颗粒是十分优异的一种增强相。制备TiB₂颗粒增强铝基复合材料的方法中混合盐反应法是一种具有直接在熔体内部生成颗粒而不存在外加界面润湿问题,增强相与基体结合紧密、界面洁净完整、且反应过程更加可控、生成增强颗粒更加细小等独特优势的原位自生制备方法。但混合盐反应法也存在着难以制备高体积分数TiB₂颗粒增强铝基复合材料、增强颗粒团聚较严重、反应过程容易造成中间相残留等缺陷,需要更进一步的优化。因此,本文研究了混合盐反应法制备的TiB_2p/Al-4.5Cu复合材料（表达式中注脚p表明复合材料中TiB₂增强相为颗粒形貌）的显微组织,分析了各类团聚的形成机理,并研究了机械搅拌处理、超声振动处理等辅助工艺对TiB_2p/Al-4.5Cu复合材料颗粒分布的优化作用,分析其优化机理与材料力学性能。同时也研究了TiB₂+Mg₂Si/Al复合材料的制备及其显微组织与力学性能。通过使用混合盐反应法成功并稳定地制备出名义体积分数为2.5vol%和5vol%的TiB_2p/Al-4.5Cu复合材料。通过控制反应物配比、反应温度起伏等工艺参数成功地避免了中间相Al3Ti和AlB₂的大量生成与残留。分析了复合材料组织中主要存在的各类颗粒团聚,其中中间相黏附团聚、层状颗粒团聚、团状颗粒团聚通过控制、完善制备工艺得到消除,而除此之外最常见的颗粒团聚的消除则需要其他辅助工艺。成功使用机械搅拌处理辅助工艺对颗粒团聚情况较为严重的5vol%TiB_2p/Al-4.5Cu复合材料的颗粒分布进行了优化。在机械搅拌速率逐渐增大的条件下,大尺寸颗粒团聚逐渐的破碎、减小,并在机械搅拌速率达540rpm时成功地消除了复合材料基体中尺寸50μm以上的颗粒团聚,TiB₂颗粒均匀地分布在晶界区域,颗粒与合金基体中的Al2Cu相有交织分布的行为。复合材料晶粒也得到明显细化。观察到尺寸400nm以下的离散分布的TiB₂颗粒,并在晶界聚集的颗粒间隙中发现纳米级TiB₂颗粒。综合力学性能最佳的复合材料为经540rpm机械搅拌工艺处理的复合材料,其屈服强度达120 MPa,抗拉强度达243 MPa。使用超声振动处理辅助工艺对5vol%TiB_2p/Al-4.5Cu复合材料的颗粒分布进行了进一步优化。大型颗粒团聚在超声振动处理早期被迅速地消除。随着超声振动时间延长,尺寸50μm以下的颗粒团聚也逐渐地被消除。纳米级TiB₂颗粒的自发团聚同样被有效地分散。最终在超声振动处理240s的工艺条件下首次获得了增强颗粒离散且均匀分布的理想复合材料熔体。复合材料的晶界颗粒聚集在超声振动作用下也得到了减小。复合材料晶粒得到明显细化,并随着超声振动时间延长而更加细小。综合力学性能最佳的复合材料为经240s超声振动工艺处理的复合材料,其屈服强度达137MPa,较基体合金提升114%;抗拉强度达245 MPa,较基体合金提升50%。超声振动处理辅助工艺对2.5vol%TiB_2p/Al-4.5Cu复合材料的颗粒分布优化同样具有明显效果。120s的超声振动处理便可以获得颗粒团聚被消除的增强颗粒离散且均匀分布2.5vol%TiB_2p/Al-4.5Cu的理想复合材料熔体。相较于颗粒团聚的消除,超声振动对2.5vol%TiB_2p/Al-4.5Cu复合材料颗粒分布的优化更重要的是使得颗粒在复合材料组织中的宏观分布更加均匀。其室温力学性能也在超声振动处理后得到明显提升。首次通过结合混合盐反应法与熔铸法制备出5vol%TiB₂+10vol%Mg₂Si/Al复合材料。TiB₂颗粒与Mg₂Si相均匀地分布在复合材料基体的晶界区域。TiB₂颗粒尺寸多在400nm以下。复合材料的晶粒得到明显细化。TiB₂颗粒与Mg₂Si相的混杂分布出现明显的相互优化。晶界区域聚集的TiB₂颗粒被Mg₂Si共晶组织打散。而Mg₂Si共晶胞得到细化,Mg₂Si共晶相的分布变得更加均匀,同时Mg₂Si共晶相尺寸也从50μm细化至10μm以下。复合材料的铸态室温力学性能得到明显提升,TiB₂+Mg₂Si/Al复合材料的屈服强度和抗拉强度较TiB₂/Al复合材料则分别提升了91%和48%。