原位自生TiB₂颗粒增强铝基复合材料具有低密度、高比强度、低膨胀系数、耐高温以及良好的抗疲劳性能等优点,作为新一代高性能汽车发动机活塞材料,有着广阔的应用前景。传统混合氟盐（KBF₄+K₂TiF₆）反应法制备原位自生TiB₂颗粒增强铝基复合材料,是在熔融的铸铝中添加KBF₄、K₂TiF₆混合,通过氟盐高温分解反应,在铝液中原位生成TiB₂颗粒,得到原位自生TiB₂颗粒增强铝基复合材料。但这一方法在制备过程中由于KBF₄氟盐在高温时分解生成大量剧毒烟雾造成环境污染,同时反应放出大量的热导致反应过程难以控制,从而生成大量腐蚀性强的副产物。针对这些问题,本论文以ZL109、JB-3铸铝合金为基体材料,通过对传统混合盐法反应法进行改进,制备出了原位自生TiB₂颗粒增强铝基复合材料,并研究制备工艺对复合材料显微组织与力学性能的影响。主要研究内容与结果如下:1.对Al-K₂TiF₆-KBF₄反应体系的热力学和反应机理进行了分析,结果表明,反应2KBF₄（10）3Al?AlB₂（10）2KAlF₄、K3₂TiF₆（10）13Al?3Al₃Ti（10）K₃AlF₆（10）3KAlF₄、AlB₂（10）Al₃Ti?TiB₂（10）4Al在200K-1200K的温度范围均可自发进行,随着温度升高自发反应倾向增大;但在熔融铝液中直接添加AlB₂与Al₃Ti混合颗粒不能生成TiB₂。2.将ZL109作为基体材料,分别以Al-KBF₄和Al-K₂TiF₆作为反应体系,制备出了AlB₂/ZL109和Al₃Ti/ZL109复合材料,并研究了制备工艺对复合材料的显微组织的影响,结果表明,AlB₂/ZL109复合材料中AlB₂颗粒分布均匀,颗粒平均尺寸约为5μm,形貌呈球状、块状;Al₃Ti/ZL109复合材料中Al₃Ti颗粒弥散分布,颗粒平均尺寸达15μm,形貌呈杆状、块状、棒状;通过对制备工艺的优化,确定最佳工艺参数为:加盐温度800℃、搅拌时间20 min、保温时间30 min、浇铸温度750℃。3.用氟盐分步反应法制备成功了TiB₂/ZL109复合材料,并对其显微组织与力学性能进行了研究,结果表明,所得到的复合材料组织细小,TiB₂颗粒形貌为块状,平均尺寸为1μm,且分布均匀;铸态TiB₂/ZL109复合材料的25℃抗拉强度、360℃抗拉强度分别为167 MPa、71 MPa,较基体合金提高了31.4%和57.7%,且表现出较好的耐磨性性能。4.以Al-K₂TiF₆-AlB₂为反应体系,以JB-3铝合金为基体,制备了TiB₂/JB-3复合材料,并对其显微组织和力学性能进行了研究。研究结果表明,原位生成的TiB₂颗粒呈多边形片状,细小弥散分布于基体上,其平均尺寸约为1μm;该复合材料经T6热处理后,其25℃和360℃抗拉强度分别达到239 MPa、116.3 MPa,较基体提高了16.59%、36.4%,且表现出较好的耐磨性能。