颗粒增强铝基复合材料因其具有各向同性、易加工制造、高强度、耐高温等优异性能，被广泛应用于航天航空、汽车等领域。但是传统的颗粒添加方式均为外加法，增强相的尺度受到起始粉末尺寸的限制，很少小于1μm，还存在增强体与基体之间发生界面反应，以及由于增强体表面污染导致的与基体的润湿性差等问题。为了获得细小、弥散分布且热力学稳定的颗粒，进一步提高铝合金的力学性能，本论文采用原位合成技术制备颗粒增强铝基复合材料，对不同工艺下制备的复合材料的力学性能进行了探讨。主要结论有以下几点：　　（1）在真空气氛下对Al-Si合金中原位合成SiC工艺进行了研究，当反应温度大于900℃时，原料中的C源充分反应，可以完全转化成为SiC。Si含量小于15wt%时，难以合成SiC，Si含量增加到20wt%时，Al4C3相消失，复合材料XRD有明显的SiC相，Si含量的提高对Al基体中合成SiC起到促进作用；当碳含量从3wt%增大到11wt%，在铝基体中均可以合成出SiC颗粒，通过改变C含量，起到调整SiC合成量作用，进而人为设计所需要的铝基复合材料；在较低温度时（800℃），通过延长保温时间也可以合成出SiC，但有副产物如Al4C3，Al4SiC4的残余。合成SiC颗粒温度从900℃增大到1200℃，颗粒平均尺寸由1.29μm增加到1.36μm，在铝基体中没有发生明显的长大与团聚。从铝基体中萃取出SiC颗粒，原位合成的SiC具有片层状，短棒状，不规则块状等形貌，不同形貌的SiC晶型均为3C-SiC；原位合成SiC的反应机制为渐进式反应，SiC的生长方式为层状堆垛式生长。　　（2）以铝粉、硅粉、石墨粉为原料，通过冷压、真空烧结，原位合成了不同SiC质量分数的SiC/Al-18Si复合材料。通过表征该材料的相组成和微观结构，研究了原位SiC对复合材料微观结构、抗弯强度和显微硬度的影响，分析探讨了复合材料力学性能的变化规律。研究结果表明：复合材料的基体相为Al，第二相为Si和SiC；原位合成的SiC颗粒可以弥散细小分布在Al基体中，其颗粒尺寸主要分布在0.2-2.8μm，具有亚微米、微米级的多尺度特性；随着SiC质量分数的不断增加，复合材料的显微硬度增大，同时颗粒的平均尺寸仅由0.81μm增大到1.13μm，但仍均匀分布，正是这种尺寸稳定性，使得SiC/Al-18Si复合材料硬度远大于Al-18Si。当SiC质量分数为30%时，材料的显微硬度最高，达到134HV，相较于Al-18Si提高了88%。　　（3）通过熔铸法原位反应制备了硅碳化铝（Al4SiC4）和铝氧碳（Al4O4C）混杂增强铝基复合材料（Al4SiC4+Al4O4C/Al-18Si），研究了不同碳含量对合成Al4SiC4和Al4O4C颗粒的影响及复合材料微观组织和力学性能的变化。结果表明：随碳含量增加，近球状Al4O4C颗粒的尺寸为亚微米级，不规则片状的Al4SiC4颗粒尺寸逐渐增加；当加入碳含量为1.5wt%，复合材料的抗拉强度较基体合金提高了20%，综合力学性能最好；当碳含量为2.1wt%，具有最高的显微硬度77HV，较基体合金提高了20%。对其拉伸断口进行分析，其断裂模式为准解离断裂，断口上脆性平坦区减少，出现少量较浅的韧窝。复合材料的强化机制主要为载荷传递。　　（4）为进一步提高复合材料的致密度，采用铝粉、二氧化硅粉、活性炭粉，通过真空热压法原位合成了SiC/Al2O3/Al复合材料。结果表明：第二相SiC颗粒为不规则多面体，尺寸约2μm；Al2O3颗粒为规则方形，尺寸约1-2μm。随颗粒含量的增加，复合材料基体的晶粒尺寸减小，平均晶粒尺寸提高了107%。通过第二相颗粒SiC和Al2O3的共同作用，SiC/Al2O3/Al复合材料相比于铝合金具有更高的抗弯强度和硬度。3%SiC/5.1%Al2O3/Al复合材料综合力学性能最好，抗弯强度为193MPa，显微硬度为51HV，较纯铝分别提高了320%和82%。断裂模式为准解离断裂，在材料断口中出现了裂纹偏转以及颗粒拔出的现象。随颗粒含量的增加，断口上脆性平坦区减少，出现较多细小的韧窝。