本文以Mg-SiO₂为研究体系,原位Mg₂Si颗粒增强AZ91复合材料。主要研究了碱土元素Ca和Sr、稀土元素Y,高能超声以及热处理对Mg₂Si颗粒形貌及尺寸的影响。通过光镜（OM）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、能量散射光谱（EDS）、X射线衍射（XRD）等方法分析不同工艺制备的Mg₂Si/AZ91复合材料的显微组织与相组成。添加碱土元素Ca和Sr、稀土元素Y变质,研究结果表明:加入Ca、Sr、Y对Mg₂Si形貌有明显的改善、尺寸也变得细小。当添加0.9%Ca、0.1%Sr、0.5%RE（80%Y）变质处理后,Mg₂Si全部变为多边形状,尺寸范围为0.8～5μm,复合材料的抗拉强度和伸长率分别为214.7MPa、2.18%。通过施加高能超声,研究了不同超声作用时间、功率大小对Mg₂Si/AZ91复合材料组织和性能的影响。结果表明:当超声作用时间为7min,功率为1.2kW时,Mg₂Si颗粒的尺寸最为细小,复合材料的抗拉强度达到最大值,为215.6MPa,较未施加超声场作用的复合材料的抗拉强度提高了18.3%。拉伸断口分析表明,复合材料在室温下是解理断裂和沿晶断裂。同时施加超声和添加碱土、稀土,使得Mg₂Si尺寸更细小,块状Mg₂Si颗粒的棱角边缘有钝化现象,Mg₂Si颗粒分散更为均匀。抗拉强度为231.3MPa,伸长率为2.65%。经过固溶+自然时效处理,颗粒状的Mg₂Si形貌没有发生变化,尺寸也没有粗化,证实Mg₂Si相在该热处理条件下是一种热稳定相。同时施加超声工艺和添加碱土、稀土元素制备的Mg₂Si/AZ91复合材料经过热处理后的抗拉强度为242.3MPa,伸长率为2.86%。