本文以高硅铝合金Al-22Si为基体合金，以Al-Zr（CO₃）₂为反应体系，采用熔体原位反应法，制备了耐热耐磨（Al₂O₃+Al₃Zr）_p／Al-22Si复合材料。利用金相显微镜、金相分析软件、扫描电镜、电子探针、X-射线衍射仪等多种现代分析手段，研究了复合材料的微观组织、内生增强体特征，并测试了复合材料的力学性能、室温和高温干滑动摩擦磨损特性，并分析了它们的内在本质和作用机制。实验结果表明：所制备的原位复合材料中含有初生Si、Al₂O₃和Al₃Zr多元增强颗粒。初生Si的尺寸为20～25μm，Al₂O₃和Al₃Zr的平均尺寸为1～3μm，颗粒偏聚程度较小。图像分析表明，Al-22Si中初生Si的颗粒体积分数达到22.87％，高于理论值；制备的（Al₂O₃+Al₃Zr）／Al-22Si复合材料中的颗粒体积分数最高达34.1％。对复合材料凝固组织的分析表明，最佳合成工艺参数为：反应时间30min，起始反应温度850℃，反应物添加量为高硅铝液的20wt％。在不同的冷却方式下，随冷却速度的提高，初生Si颗粒、Al₂O₃和Al₃Zr的形貌趋于圆整、尺寸趋于变小；共晶硅的尺寸也变得更为细小。力学性能实验结果表明，随颗粒体积分数的增加，（Al₂O₃+Al₃Zr）_p／Al-22Si复合材料的退火态抗拉强度、硬度均有显著提高，而伸长率呈下降趋势，当反应生成的颗粒体积分数达到11.2％时，该复合材料的抗拉强度为230.4MPa，较基体合金的149MPa提高了54.6％；其布氏硬度HB达到96，较基体合金提高了35.2％。复合材料的断口形貌分析显示其断裂机制为脆性断裂。复合材料的室温干滑动摩擦磨损实验结果表明：随颗粒体积分数的增加，（Al₂O₃+Al₃Zr）_p／Al-22Si复合材料的耐磨性显著提高；随载荷的增大，复合材料的摩擦系数呈降低趋势，且颗粒体积分数越大，摩擦系数越低；复合材料的摩擦系数的稳定性高于基体合金。磨损表面亚表面及磨屑的SEM观察结果表明：复合材料的磨损形式既有粘着磨损又有磨粒磨损。恒定载荷下，随着颗粒体积分数的增加，复合材料的磨损机制由粘着磨损+磨粒磨损机制转为磨粒磨损；但随载荷的增加，复合材料的磨损形式逐步由磨粒磨损转变为粘着磨损+磨粒磨损。复合材料的高温干滑动摩擦磨损实验结果表明：复合材料的摩擦系数随载荷的增加而降低，磨损量随载荷的提高而提高；随颗粒体积分数的增加，摩擦系数减小，磨损量降低；随温度的增加，复合材料的磨损量增加，摩擦系数先降低后升高；从复合材料的磨损表面形貌分析可知，随温度的增加，复合材料由较轻微的粘着磨损+磨粒磨损机制转化为较为严重的粘着磨损。复合材料的复合材料的热膨胀性能测试表明，复合材料较基体，其线膨胀系数明显地减小，且随着颗粒体积分数的增大，其线膨胀系数越小，在20～300℃温度区间内，随着温度的提高，线膨胀系数增大。将复合材料的实际值与理论值比较得到，实际值较接近于Kerner模型和Turner模型预测值。