运用放热弥散法反应合成Al-ZrO₂和Al-ZrO₂-C系铝基复合材料，探索其制备工艺，分析反应过程的热力学，并结合DSC建立反应过程的动力学模型。采用金相显微镜、SEM和XRD等现代手段对反应产物及其微观组织进行了分析，测试了材料的常温力学性能和干滑动摩擦磨损性能，并对其强化机理和磨损机理分别进行了探讨。研究发现反应过程中液态Al首先与ZrO₂颗粒发生化学反应，生成热力学稳定的α-Al₂O₃和活性Zr原子，由于(α-Al₂O₃与液态Al的不润湿性，偏聚于反应界面，而活性锆原子则在高温和浓度梯度的作用下穿过反应界面进入基体Al液中形成Al₃Zr或与C反应生成ZrC，随着反应的进行，生成的Al₃Zr逐渐转变为热力学稳定的ZrC。力学性能研究发现，随着增强相体积分数的增加，复合材料的抗拉强度显著提高，但延伸率呈下降趋势。增强相体积分数为30％的复合材料，当C／ZrO₂摩尔比为0时，增强体由α-Al₂O₃和Al₃Zr组成，抗拉强度和延伸率分别为215MPa和3％，此时断口表现为棒状物的断裂以及部分细小韧窝；随着C／ZrO₂摩尔比的提高，棒状物Al₃Zr逐渐减少，当C／ZrO₂摩尔比为1时，Al₃Zr基本消失，增强体由α-Al₂O₃和ZrC组成，抗拉强度和延伸率分别上升至245MPa和8％，此时断口表现为细小的等轴韧窝。该复合材料的增强机理主要有弥散强化、细晶强化、位错强化和固溶强化。干滑动摩擦磨损试验表明，增强相体积分数为30％的复合材料，在滑动路程为300m，滑动速度为0.5m／s的条件下，复合材料的磨损率随外加载荷的增大而增加，且随着C／ZrO₂摩尔比的增加，这种趋势变的比较缓慢。在外加载荷为40N，滑动路程为300m的条件下，材料的磨损率则随滑动速度的增加而降低。磨损表面及亚表面的SEM及金相观察发现，未加C粉时，Al₃Zr含量多、脆性大，易在剪切力和法向应力的作用下断裂形成磨粒，同时由于亚表层的塑性变形导致在Al₃Zr和基体的界面产生位错塞积，引起应力集中，使脆性相Al₃Zr断裂形成裂纹核，并在水平方向扩展，逐渐形成与基体分离的薄层，在正应力的作用下剥落，对磨后形成大量的磨屑，此时复合材料的磨损以磨粒磨损为主，粘着磨损和氧化磨损为辅。随着C／ZrO₂摩尔比的增加，脆性相Al₃Zr逐渐减少，复合材料的强度和硬度提高，抗剥落的能力加强，脱落的磨粒也相对减少，此时，复合材料的磨损以粘着磨损为主，磨粒磨损和氧化磨损为辅。