Al-Ti-B-O细化剂是Al-Ti-B细化剂和Al₂O₃颗粒的结合,为探究Al-Ti-B-O细化剂的细化机理,可以先分别研究Al-Ti-B细化剂和Al₂O₃颗粒对Al合金的细化机理。由于Al-Ti-B细化剂的细化机理已经比较成熟,因此本文先重点研究了Al₂O₃颗粒对Al-Si合金的细化机理,再结合成熟的Al-Ti-B细化剂细化机理对Al-Ti-B-O细化剂的细化机理进行了分析。利用半固态机械搅拌+陶瓷刀剪切法向Al-7Si合金中加入1wt.%的SiO2粉末,通过原位反应法制备Al₂O₃颗粒增强Al-8Si基复合材料。利用金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）观察Al₂O₃颗粒的大小、分布及Al-8Si合金的组织特征并检测了合金的晶粒大小。结果表明,通过螺旋搅拌桨形成的涡流可以将外加粉末带入基体,同时也会吸入大量气体,带入的粉末往往以团聚的形式存在,而螺旋搅拌桨无法将这些团聚的粉末分散开。由于添加了陶瓷刀剪切工艺,难以分散的细小SiO2颗粒被剪切而分散开,在晶界处均匀分布。同时,复合材料中的α-Al晶粒转变为细小的等轴晶,而Al₂O₃颗粒周围的共晶Si向细小的块状转变。通过半固态机械搅拌+陶瓷刀剪切向Al-8Si合金中加入了不同尺寸和质量分数的γ-Al₂O₃颗粒。结果表明,相同添加质量分数下,小尺寸的γ-Al₂O₃颗粒在基体内分布范围更广,细化共晶相的能力更强,但团聚比大颗粒的γ-Al₂O₃颗粒严重。相同颗粒尺寸下添加1wt.%的γ-Al₂O₃颗粒最有利其在基体内的分散,添加量过多会造成严重的团聚现象。同时,添加的γ-Al₂O₃颗粒越大,对合金α-Al晶粒的细化效果越差,小尺寸的γ-Al₂O₃颗粒有利于α-Al晶粒的细化;添加1wt.%的γ-Al₂O₃颗粒最有利于细化α-Al晶粒。通过向Al-8Si合金中加入不同质量分数的Al-5Ti-1B细化剂和Al-5Ti-1B-6O复合细化剂,发现都有一个最佳添加量,达到最佳添加量时细化效果最好,超过最佳添加量时细化效果不变。两种细化剂最佳添加量都是0.6%左右,此时添加Al-5Ti-1B-6O细化剂的材料晶粒尺寸要小于添加Al-5Ti-1B细化剂的材料。经过Al-5Ti-1B-6O细化剂细化后的α-Al晶粒形貌为花瓣状,细化剂添加量为0.6wt.%时在花瓣状α-Al晶粒内部找到了白色的Al₂O₃颗粒,其尺寸大约为1μm,可以作为α-Al晶核的异质形核核心,通过增加形核率来细化晶粒。