近年来,因为原位Al₂O₃颗粒增强铝基复合材料的强度高、热膨胀系数低以及具有良好的耐热性和耐磨性等优点,成为各个领域重点关注的新型材料。目前原位Al₂O₃颗粒增强Al-Si基复合材料的研究主要集中于亚共晶、共晶Al-Si合金,但对于过共晶Al-Si合金制备的研究少见报道。本文采用熔体反应法制备原位Al₂O_3（p）/Al-20Si复合材料,探讨SiO₂粉末的加入方式对原位反应的影响,确定制备过程中的最佳工艺参数,并在最佳工艺参数下制备不同SiO₂添加量的复合材料。利用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、维氏硬度计、万能拉伸试验机和往复式摩擦磨损仪等对复合材料的组织和性能进行了研究。研究结果表明:对SiO₂粉末加入方式进行改进:采用铝箔裹粉加入方式时出现SiO₂粉末上浮现象,采用预制块加入方式时出现预制块无法熔化的现象。而采用在半固态温度区间下加入SiO₂粉末的方式能够制备出Al₂O₃颗粒分布较好及性能优异的Al₂O_3（p）/Al-20Si复合材料。获得Al₂O₃颗粒分散性较好的工艺参数为:选用自行设计的三桨式搅拌桨,搅拌速度为800r/min,且搅拌时间为10min。Al₂O_3（p）/Al-20Si复合材料组织中生成的Al₂O₃颗粒主要分布于初生Si边界处,可以显著抑制初生Si的生长,随着SiO₂添加量的增加,初生Si尺寸由160-180μm减小到40-65μm。不同SiO₂添加量下复合材料的力学性能:随着SiO₂添加量的增加,复合材料的硬度从60.19HBW增加到86.69HBW,抗拉强度从102MPa增加到148MPa。在添加量为5wt.%时的硬度及抗拉强度最佳,较基体合金均有明显提高。摩擦磨损结果表明:复合材料的摩擦系数和磨损量都随SiO₂添加量的增加而减小,复合材料的耐磨性逐渐提高,主要磨损机制由粘着磨损逐渐转变为磨粒磨损,当添加量为5wt%时,复合材料的耐磨性最好。但随着载荷的增加,复合材料的耐磨性却显著降低,主要磨损机制由磨粒磨损转变为粘着磨损,特别是当外加载荷达到20N时,复合材料发生急剧磨损。在过共晶Al-20Si合金中,如果初生Si尺寸越细小,分布越均匀,则合金的综合性能就越好。因为原位Al₂O₃颗粒可以通过异质形核和抑制生长的组合作用有效细化组织中的初生Si,并且生成的Al₂O₃颗粒能够均匀分布,所以复合材料的硬度、强度和耐磨性得到提高,反应生成Al₂O₃颗粒的含量是影响复合材料性能的主要因素。