本文运用放热弥散反应法（XD法）合成Al-ZrO₂和Al-ZrO₂-B系铝基复合材料。根据热力学基本理论对反应过程进行热力学分析;采用金相显微镜、SEM和XRD等现代手段分析反应产物及其微观组织;结合DSC（Differential Scanning Calorimetry）曲线对反应过程进行动力学分析;研究不同工艺参数对反应过程及其结果的影响;并测试材料的常温力学性能,探讨其强化机理和断裂机制。机理研究表明:在Al-ZrO₂系中,随着温度的增加,Al液化并与ZrO₂形成液—固界面,当温度升至830℃左右时,界面处反应生成热力学稳定的α-Al₂O₃和活性Zr原子,α-Al₂O₃与液态Al润湿性差,偏聚于反应界面,阻碍Zr原子的扩散;Zr原子在反应热和浓度梯度的作用下扩散进入Al基体,反应生成Al₃Zr。Al-ZrO₂-B反应系中,加入的B首先与Al在700℃结合生成AlB₂,升温至840℃左右时,与ZrO₂结合反应生成α-Al₂O₃和ZrB₂,抑制Al₃Zr形成,B/ZrO₂摩尔比为2时,Al₃Zr基本消失,反应产物仅由α-Al₂O₃和ZrB₂组成;由升温速率分别为10℃/min、20℃/min和30℃/min的DSC曲线和Kissinger方程,计得Al-ZrO₂的反应活化能为358 kJ/mol,B/ZrO₂摩尔比为1时,反应活化能升至393 kJ/mol。性能研究表明:增强相体积分数为20%和30%的复合材料,随着B/ZrO₂摩尔比由0增至1和2时,拉伸强度先降后升,分别由135MPa和186MPa降至130MPa和163MPa后又升至189MPa和209MPa。延伸率却随之先增后降,分别从4.7%和14.9%增至10.3%和16.1%后降至8.1%和12.3%。Al-ZrO₂,Al-ZrO₂-B系复合材料的强化机理为弥散强化、细晶强化、位错强化,断裂机制有位错机制和空位形核机制。