本文探索了超声波复合半固态搅拌在制备金刚石颗粒增强AZ91镁基复合材料的最佳工艺，并对所得的复合材料进行热挤压，研究了铸态及挤压态合金与复合材料的力学性能，并对合金及复合材料进行热膨胀分析。利用OM、SEM、TEM、XRD分析材料的显微组织。超声波工艺一方面可以改善复合材料中第二相析出状态，另一方面可以改善颗粒与基体的界面结合问题，颗粒在复合材料中促进基体析出第二相，且第二相主要在金刚石颗粒与基体的界面处析出，析出的第二相对复合材料力学性能有不良影响。随着颗粒体积分数增加，复合材料与基体合金相比弹性模量和屈服强度都有提高，但是抗拉强度和延伸率均下降，这与铸态复合材料内部的一些缺陷有关，需要对铸态复合材料进行热挤压处理。铸态镁合金及镁基复合材料经过热挤压后，晶粒尺寸明显细化，复合材料中颗粒沿挤压轴向方向定向排布，挤压态材料力学性能与铸态相比有显著提升。挤压态复合材料中随颗粒体积分数增加，材料力学性能除弹性模量之外均呈下降趋势，这与一般复合材料的规律是相反的，由组织分析可知，增强体与基体的界面结合差对性能有重要影响，热挤压不足以彻底改变基体与增强相之间界面连接问题。提高挤压温度会使复合材料中再结晶更完全，虽然挤压温度高会一定程度改善颗粒与基体的结合，但是高温下会促使晶粒长大，并析出大量第二相，这对力学性能有不良影响。400℃下挤压的性能不如350℃挤压下性能好。铸态复合材料与基体合金比较热膨胀系数降低，但是热膨胀系数随温度上升时变化趋势相同。挤压态合金与铸态合金的滞后环曲线和热膨胀系数曲线的差别主要在于合金中存在内应力，挤压态合金热膨胀系数小于铸态合金；挤压态复合材料热膨胀系数在低温区相比于铸态复合材料热膨胀系数更稳定，滞后环曲线宽度要大于铸态复合材料，并且在300℃左右发生应力松弛现象，造成热膨胀系数突变。挤压温度越高，材料内部内应力越小，热膨胀系数越高。合金和复合材料经过第一次热循环后，晶粒尺寸增大，合金中第二相含量降低，材料中内应力降低，热循环过程即为释放材料内部不稳定因素的过程。