镁合金作为最轻的工程结构金属材料之一，具有许多优异的性能，如比强度高、比模量高、导电导热性好，兼有良好的阻尼减震和电磁屏蔽性能等优点，在航空航天、汽车和通讯等领域中得到了广泛的应用。随着汽车轻量化以及航空航天工业的发展，对镁合金提出了高强度、高耐热和耐磨性、高耐腐蚀性以及优良的机械加工性等要求。然而，目前常用的镁合金都存在高温强度和抗蠕变性低、耐磨性差等严重的不足，从而限制了镁合金在这些高新技术领域的应用。 颗粒增强镁基复合材料具有制备工艺简单、成本低廉以及材料性能各向同性等优点，已成为镁基复合材料的研究热点之一。本文以Al-Ti-C粉末为增强体系，以Mg-Al合金为基体，采用不同工艺制备了TiC颗粒增强镁基复合材料，并对复合材料的微观组织及性能进行了研究。 采用TiCP/Al中间合金在镁合金熔体中重熔、稀释的方法制备了TiCp/AZ91复合材料。实验过程中，首先对Al-Ti-C反应体系进行了DSC研究。结果表明，在750℃附近出现明显的放热峰，认为此时Tic颗粒开始形成。实验采用XD法在750℃合成了TiCP/Al中间合金。将制备的中间合金经过破碎、预热后加入到750℃镁合金熔体中，保温后搅拌铸造得到TiCp/AZ91复合材料。研究表明，当Al含量为40wt％，Ti与C摩尔比为1时，在750℃烧结温度下制备的中间合金中TiC颗粒平均粒径≤2μm，具有较好的球形度。另外，搅拌工艺参数的选择对Tic颗粒在镁合金熔体中的脱粘起到关键作用。实验得出，以200r/min转速，搅拌20min时Tic颗粒之间基本脱粘且基体合金氧化较轻。 对中间合金法制备的复合材料组织研究表明，Tic颗粒在基体中的α-Mg和β-Mg17Al12相中均有分布，且颗粒分布较为均匀，但含量超过5wt％.颗粒团聚及沉降现象较为明显。研究表明，基体中加入大量的Tic颗粒后，由于弥散强化的作用，复合材料的强度、硬度等性能均有不同程度的提高。当TiC颗粒含量为5wt％时，复合材料的综合性能最好，此时复合材料的抗拉强度达到182MPa，硬度达到63HBS，相比AZ9l合金分别提高了10％和15％。另外，由于TiC硬质颗粒的加入，复合材料在磨损过程中TiC凸起于基体表面，起到支撑载荷的作用使得材料的摩擦磨损性能显著提高。 对中间合金法制备的复合材料的断口形貌分析发现，随着TiC颗粒的增多复合材料断口形貌出现明显差异。材料断口呈现由部分韧性断裂(断口呈现韧窝)到脆性断裂的转变现象。分析认为，当TiC颗粒含量较低时，复合材料的断裂主要由β-Mgl7Al12相控制，断口中韧窝明显。随着TiC颗粒含量的增加，断裂机制转变为TiC与α-Mg/β-Mgl7Al12脱粘机制即由界面控制，断口中韧窝不再明显。当TiC颗粒含量继续增加，材料的断裂逐渐转变为TiC颗粒团簇控制机制。 利用高温自蔓延反应，以Al-Ti-C为反应体系在镁合金熔体中原位合成了TiC颗粒，并与中间合金法制备的复合材料进行了对比研究。将Al、Ti、C粉料经过压块、预热后加入到780℃熔体中，经过保温、搅拌等工艺后铸造得到复合材料。文中对原位合成TiC的机理进行了分析，认为增强体系中的Al加入到熔体后首先与Ti结合形成Al3Ti，Al3Ti进一步与C反应形成TiC。实验确定，Al-Ti-C体系中Al含量为40wt％，Ti与C摩尔比为1:1，压制成块后预热到500℃加入到780℃镁合金熔体中制备的复合材料最好。 与中间合金法相比，原位法合成的TiC颗粒更加细小，平均尺寸在亚微米级，在基体中分散也更加均匀，较好的解决了颗粒团聚及沉降现象。原位法制备的复合材料抗拉强度最高可达186MPa，比AZ9l合金提高了12％，高于中间合金法制备得复合材料。但是，原位法制备的复合材料颗粒含量一般不超过5wt％。采用中间合金法制备的复合材料颗粒含量相对较高，在硬度和耐磨性方面提高幅度更大。此外，在制备工艺方面，原位工艺方法流程简单，操作方便体现出更大的经济优势。