功率超声在合金处理方面的应用是当今材料研究的热点之一,在铸造铝合金方面有广阔的应用前景,尤其功率超声应用在铝合金中制备表面复合材料还未见报道。本实验采用功率超声对铝及铝合金熔体进行超声处理,改善了组织形态,开发了制备内生颗粒增强表面复合材料的新方法。在研究过程中,设计发明了“变幅坩埚”,应用该“变幅坩埚”作为超声变幅杆来进行熔体的超声处理。由于熔体是超声变幅杆的一部分,因此能实现超声与熔体很好的耦合,使熔体处在超声的近场区并被超声强烈地振动处理。首先系统研究了超声对工业纯铝和过共晶铝硅合金的作用。功率超声的空化作用和声流作用,对工业纯铝有很好的细化作用。过共晶铝硅合金经超声处理后,合金组织能够得到均匀和细化,初晶Si和α-Al相得到很好的超声变质效果,共晶组织则稍有粗化。作为耐磨材料,超声处理过共晶Al-Si合金具有更好的摩擦磨损性能。因此,研究超声对过共晶铝硅合金中初生硅的作用效果及作用机制具有重要的理论意义和实际价值。其次,研究了超声对亚共晶和共晶铝硅合金的作用,制备出了表面富Si的自生颗粒增强铝基表面复合材料,并对铝硅共晶合金自生表面复合材料的组织和性能（硬度与耐磨性）进行了观察和研究,得出了一系列创造性的研究成果。体现了超声处理亚共晶及共晶铝硅合金制备铝基表面复合材料的优越性,具有重要理论和实际意义。最后,研究了超声制备TiAl₃自生颗粒增强型铝基表面复合材料的工艺、表面复合层组织与性能。结果表明,随着超声功率及超声处理时间的增加,颗粒增强表面复合层的厚度逐渐变小,复合层硬度逐渐增大。