镁合金是当前工业应用中密度最小、质量最轻的金属结构材料,具有比强度高、阻尼性能及电磁屏蔽性能好等优点,在航空航天、电子3C以及交通运输等领域具有广阔的应用前景,但绝对强度较低限制了其广泛应用。镁基复合材料能够综合基体合金及增强体材料的性能优点,产生协同强化效应,能有效提高综合性能,但是现有传统金属基复合材料的最大问题之一是强度提高的同时,塑性大幅度降低,无法满足大多数领域的应用。金属Ti颗粒具有熔点高、塑性好、密度低、弹性模量和硬度高,与镁熔体不发生反应且润湿性较好等优点,是镁基复合材料理想的增强体材料之一。因此,发展Ti颗粒增强镁基复合材料有望大幅度提升镁合金强度的同时改善其塑性,获得优异的综合力学性能,对镁合金及新型金属颗粒增强复合材料的发展具有重要意义。本文采用超声辅助半固态搅拌法制备了Ti颗粒增强AZ91镁基复合材料,系统研究了Ti颗粒体积分数对Tip/AZ91镁基复合材料显微组织、力学性能和摩擦磨损等性能的影响,研究了AZ91基体与Ti颗粒之间的界面微结构,揭示了Ti颗粒增强镁基复合材料的强韧化机理。论文研究的主要结论如下:（1）在Tip/AZ91镁基复合材料凝固过程中,Ti颗粒在固液界面的推动作用下沿晶界分布,导致复合材料的枝晶间距随Ti颗粒的添加显著减小,力学性能得到提高。添加3 vol.%Ti颗粒AZ91复合材料的二次枝晶臂间距从19.5μm减小至14.7μm,其抗拉强度、屈服强度和断裂延伸率与AZ91镁合金相比分别提高了20.7%、18.7%和8.3%。经固溶处理后,复合材料的抗拉强度和塑性均得到改善,抗拉强度和塑性相比于AZ91合金分别提高了30.9%和94.9%。对铸态和固溶态合金而言,Ti颗粒的添加同时提高了AZ91镁合金的强度和塑性,这归因于Ti的颗粒强化、晶粒细化作用及其颗粒在承受载荷时的协调变形作用。（2）在挤压态Tip/AZ91镁基复合材料中,随着Ti颗粒体积分数从0提高到3%,晶粒尺寸显著减小,平均晶粒尺寸从11.0μm降低至3.9μm;基面织构强度从7.76降低至3.33;硬度从72.8HV提升至95.4HV,摩擦系数降低至0.2556,耐磨性能提高9.5%;含体积分数为1%Ti颗粒的Tip/AZ91镁基复合材料综合力学性能最好,其抗拉强度、屈服强度和断裂伸长率分别为456MPa、366MPa和14.6%。Ti颗粒的添加实现了AZ91镁合金强度和塑性的同步提高。主要原因包括Ti颗粒本身具有良好的塑性,并且在挤压过程中可以显著细化晶粒、弱化织构从而提高复合材料的塑性;Ti颗粒添加所产生的细晶强化、热错配强化、载荷传递作用以及Orowan强化提高了复合材料的强度。（3）Tip/AZ91复合材料具有良好的Mg/Ti界面结合。由于Ti与Al和Mn元素亲和力比较高,AZ91合金中Al元素和Mn元素在Ti颗粒表面处产生偏聚富集,在复合材料界面生成纳米级Al3Ti相。本研究对异质金属颗粒增强镁基复合材料的制备技术探索、微观组织的调控以及力学性能的提升具有一定程度的理论意义。