本文以高硅铝合金Al-20Si为基体合金,以Al-K₂ZrF₆为反应体系,采用熔体原位反应法,制备了（Al₃Zr+Si）_P/Al复合材料。利用金相显微镜、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,测试了复合材料的力学性能和室温干滑动摩擦磨损特性,并分析了复合材料组织优化和性能强化的内在本质和作用机制。实验结果表明,Al-20Si-K₂ZrF₆体系制备复合材料的最佳工艺参数为:起始反应温度为800℃左右、反应时间15min、反应物K₂ZrF₆加入量15wt%。X-射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）分析表明:Al-20Si-K₂ZrF₆体系原位反应生成的颗粒增强相为Al₃Zr和初生Si,且颗粒尺寸细小,弥散分布于基体中,初生Si的尺寸为20μm左右,Al₃Zr的尺寸在5μm左右。经P-Cu+RE复合变质处理后,初生Si颗粒的尺寸趋于变小;共晶硅的尺寸也变得更为细小。力学性能实验结果表明,随着颗粒体积分数的增加,（Al₃Zr+Si）_P/Al复合材料的抗拉强度和硬度均有显著提高,而伸长率呈下降趋势,当反应生成的颗粒体积分数达到5.5%时,该复合材料的抗拉强度为194MPa,较基体合金的137MPa提高了41.6%;其布氏硬度由68增加到95,提高了39.7%。。对（Al₃Zr+Si）_P/Al复合材料的拉伸断裂形貌及其机理进行了分析,结果表明:内生Al₃Zr复合材料的断裂机制为脆性断裂,其增强机制主要有增强相强化、位错强化和细晶强化三种。复合材料的室温干滑动磨损实验结果表明:随着颗粒体积分数的增加,（Al₃Zr+Si）_P/Al复合材料的耐磨性显著提高;摩擦表面及亚表面的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;但随着载荷的增加,复合材料的磨损形式逐步由磨粒磨损向粘着磨损+磨粒磨损机制转变。