镁及镁合金具有密度低、比强度高、阻尼减振降噪能力强等优点,得到广泛应用。其中纯镁的阻尼性能最好,但力学性能较差,限制了其应用范围。搅拌摩擦加工（Friction stir processing,FSP）是一种新型固相加工技术,搅拌摩擦加工过程中产生的晶粒尺寸和晶粒取向的改变恰好是影响镁合金阻尼性能的重要因素。因此,搅拌摩擦加工为解决镁合金力学性能与阻尼性能之间的矛盾提供了很大的可能性。本文采用搅拌摩擦加工技术制备ZrO₂/Mg复合材料,研究了ZrO₂含量以及搅拌摩擦加工道次对ZrO₂/Mg复合材料的组织、力学性能以及阻尼性能的影响。采用搅拌摩擦加工技术能够制备出成形良好的ZrO₂/Mg复合材料,ZrO₂在AZ31镁基体中分布较为均匀。经过搅拌摩擦加工之后,ZrO₂/Mg复合材料搅拌摩擦中心区域为均匀细小的等轴晶粒。ZrO₂增强相的添加可以明显有效的细化晶粒,当沟槽深度为0.6mm时,经过3道次搅拌摩擦加工的ZrO₂/Mg复合材料的搅拌摩擦中心区域的晶粒尺寸达到了10.26μm。经过单纯的搅拌摩擦加工,AZ31镁合金材料整体硬度低于母材硬度,整体强度下降,延伸率得到提高。ZrO₂/Mg复合材料硬度值的提高主要是由于ZrO₂增强相的作用。当经过4道次搅拌摩擦加工后,ZrO₂增强相的分布最为均匀,硬度分布也更为平稳。ZrO₂的添加对ZrO₂/Mg复合材料的抗拉强度和延伸率都具有重要的影响。沟槽宽度为0.8mm的ZrO₂/Mg复合材料经过4道次搅拌摩擦加工后,抗拉强度为233.58MPa,比对照组进行4道次搅拌摩擦加工的AZ31镁合金提高了17.38%。搅拌摩擦加工制备的ZrO₂/Mg复合材料获得了较好的阻尼性能。经过比较得出,当对沟槽宽度为0.6mm和0.8mm的ZrO₂/Mg复合材料进行4道次搅拌摩擦加工时,阻尼性能更为优异。其中,沟槽宽度为0.8mm的ZrO₂/Mg复合材料的低应变阻尼值为0.01178,高应变阻尼值为0.02299,分别比原始AZ31镁合金母材提高了21.44%和19.12%。在温度-阻尼测试中,温度-阻尼谱图中在150-180℃之间存在P1内耗峰,P1峰为弛豫阻尼峰,随着ZrO₂含量的增加,P1内耗峰的激活能逐渐增大。在应变-阻尼测试中,ZrO₂/Mg复合材料的阻尼行为遵循G-L理论。强钉扎点平均距离LN和弱钉扎点的平均距离LC均随着搅拌摩擦加工道次的增加而增大。