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纳米颗粒增强铝基复合材料由于其轻质高强、高模量的特点,在航空航天领域具有广阔的应用前景。采用原位自生工艺引入颗粒增强相,相较于传统的外加法,颗粒与基体界面润湿性好,结合强度高,形成的纳米颗粒对复合材料的强化效果较好。然而,晶界处的纳米增强颗粒表面能较高,倾向于团聚来降低颗粒之前的范德华力,当复合材料受到外加载荷时,颗粒团聚处由于应力集中容易导致空洞的形成,进而引发材料的断裂,制约复合材料性能的提升。为了有效的改善增强相颗粒的分散性,本文以原位自生TiB2增强的Al-Zn-Mg-Cu复合材料为研究对象,通过两种方案来实现颗粒的分散:1)通过元素调控在材料凝固阶段改善颗粒分散性,即增加复合材料成分组成中Zn的含量,以此降低熔体中陶瓷颗粒与铝熔体的固液界面能,从而促进颗粒分散;2)通过强塑性变形工艺改善颗粒分散性,即采用课题组自主研发的累积正交挤压（AOEP）工艺,引入剧烈的剪切应变来分散颗粒。实验设计为在材料铸态-挤压态（EP）-正交挤压态（AOEP）的三种状态下,进行微观组织观察与力学性能测试,对材料的颗粒分散性以及力学性能进行研究。研究结果发现:（1）Zn含量对复合材料颗粒分散性的影响。1)Zn含量的提升促进TiB2颗粒分散。其原因是在材料凝固过程中,Zn含量的提升,降低了固相TiB2颗粒与液相Al基体之间的界面能,促进凝固前沿对TiB2颗粒的吞噬作用,使得晶界处的TiB2颗粒减少,从而促进颗粒分散;2)强塑性变形促进TiB2颗粒分散。强塑性变形工艺通过对材料施加剧烈的塑性变形,由于颗粒与基体材料的变形不均匀性,为材料引入剧烈的剪切应变,促进TiB2颗粒团聚体的破碎,从而促进颗粒分散。（2）Zn含量对复合材料晶粒的影响。1)在铸态组织中,Zn含量的提升,促进材料晶粒尺寸增加。这主要是由于在凝固过程中,随着Zn含量的提升,更多的TiB2颗粒被吞噬到晶粒内部,使得晶界处的TiB2含量减少,致使铸态组织晶粒较大;2)在挤压态,Zn含量的提升,引起材料晶粒尺寸减小。这主要是由于强塑性变形促进复合材料晶粒内部的位错增殖加强,随着Zn含量的提升,材料晶粒内部弥散分布的TiB2颗粒含量增加,其促进位错增殖的能力增强,促进小角晶界的产生以及向大角晶界的转变,致使晶粒细化;3)在正交挤压态,高Zn含量样品,由于其在挤压态时材料已经实现了晶粒细化,因此其在正交挤压态晶粒尺寸变化不大;而对于低Zn含量样品,强塑性变形促进材料晶粒进一步细化。因此,高Zn样品在较低应变水平就可以达到晶粒细化。（3）Zn含量对复合材料力学性能的影响:与传统的合金强化机制不同,TiB2/Al-Zn-Mg-Cu复合材料中的TiB2颗粒分散性得到明显改善后,材料的强度会有显著的提升。这主要是由于晶界处的TiB2的团聚体对Orowan强化贡献较小,而当颗粒分散性增强后,弥散在晶粒内部的TiB2纳米级颗粒增多,对Orowan绕过强化贡献量增大所致。析出强化、晶界强化以及固溶强化也对材料的强化起到了重要的作用。此外,材料在挤压态T6热处理后以晶间断裂为主,而在正交挤压态T6热处理后以穿晶断裂为主,这表明累积正交挤压引起的颗粒分散行为可以有效改善材料的塑性。