本文采用真空气压渗流方法制备Mg2B2O5w/AZ91D镁基复合材料,研究了无粘结剂湿压法成型制备晶须预制块的成型技术,制备出的复合材料中Mg2B2O5w晶须分布均匀,无气孔缺陷,组织致密。所制备的复合材料较其基体合金,抗拉强度、屈服极限及弹性模量显著提高,热膨胀系数显著降低,但由于陶瓷增强相的引入,伸长率大幅度降低,表明：Mg2B2O5晶须使AZ91D基体镁合金的强度和刚度都得到了提高,在高温下的热稳定性得到改善。采用光学显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射仪研究了Mg2B2O5晶须增强AZ91D基复合材料的铸态组织及Mg2B2O5w/AZ91D界面反应产物。结果表明：Mg2B2O5晶须具有孪晶结构,其孪生面和晶体生长方向分别为(202)和[010]；部分Mg2B2O5晶须中存在MgB4O7颗粒相；在基体晶界与Mg2B2O5晶须之间存在等轴状Mg2Si相；Mg2B2O5w/AZ91D界面处存在厚度不均匀的MgO和MgB2相界面层。尽管Mg2B2O5、MgO和MgB2之间没有确定的晶体学位相关系,但在特定Mg2B2O5晶须表面观察到(202)Mg2B2O5//(002)MgO, [010]Mg2B2O5//[110]MgO和(002)MgO//(0001) MgB2,[110]MgO//[2110]MgB2取向关系。从晶须增强体表面结构分析认为,界面的结合方式可能通过熔体中的Mg与晶须表层中的O直接键合。硼酸镁晶须增强镁基复合材料中界面的结合可能存在两种或两种以上的界面结合方式。还研究了复合材料的高温拉伸性能,发现,随着温度的升高,复合材料的弹性模量、抗拉强度和规定非比例延伸强度σ0.2都有所下降。并且,在250℃以后的下降斜率大于250℃以前的下降斜率。而复合材料的伸长率随着温度升高有所增加。这说明复合材料对使役温度非常敏感。研究了固溶处理和时效处理以及固溶处理加人工时效处理对复合材料组织演变的影响及组织与显微硬度之间的关系。研究发现,固溶热处理使所制备的复合材料的硬度下降,力学性能降低；而时效处理16小时使复合材料的硬度值出现时效峰值201HV；固溶+时效可使复合材料的显微硬度值提高30%。研究了真空气压渗流法制备的硼酸镁晶须增强镁基复合材料(体积分数30%)及其基体合金在液体石蜡润滑条件下的滑动摩擦磨损性能。试验条件为滑动距离2 km,滑动速度0.5,1.0,2.0,3.0,5.0 m/s,载荷5,10,18,25,40 N。结果表明：在润滑条件下,引入增强相Mg2B2O5w能提高复合材料在低载下的耐磨性能。随着载荷的增加,复合材料的磨损由轻微磨损向严重磨损转变。临界载荷分别为：1 m/s,25 N; 2 m/s,18 N; 3 m/s, 10N; 5 m/s,5N.复合材料磨损情况的扫描电子显微分析和观察显示,复合材料在两种摩损阶段的主导磨损机制分别为磨粒和剥层磨损。研究还发现,复合材料由轻微磨损阶段向严重磨损阶段的转变不仅与载荷有关,还与滑动速度有关。还研究了干摩擦条件下复合材料的摩擦磨损行为,研究发现：在干摩擦条件下,在所有载荷范围内复合材料磨损性能都比基体合金有不同程度的下降。研究了热处理制度对复合材料在热循环下锯齿化现象的影响,并结合热循环曲线进行了分析。研究发现,不同热处理态的复合材料在30℃-400℃间热循环过程中均有锯齿化现象发生,热处理能有效地降低材料的锯齿化现象,且不同的热处理对材料的锯齿化的影响不同,铸态的复合材料锯齿化现象最严重,退火态次之,时效态的锯齿化现象很小,淬火态的复合材料没有看到明显的锯齿化现象。研究了热循环次数对复合材料性能的影响。发现,热循环后复合材料的力学性能都会有所下降,且随着热循环次数的增加,力学性能的下降越来越明显。通过对SEM断口的观察,发现热循环后晶须与基体的界面被破坏,甚至是脱粘,使得复合材料的力学性能下降,且随着热循环次数的增加断口处晶须的脱落现象越来越严重,揭示了力学性能下降的原因。观察了复合材料材料在30-350℃热循环条件下热疲劳裂纹扩展的形貌,并分析了热疲劳短裂纹的产生和扩展机制。结果表明,材料的热疲劳裂纹的扩展与热循环的次数以及材料的内部结构有关。利用有限元分析方法对复合材料同时受到热循环和机械载荷的力学行为进行了模拟计算。讨论了复合材料在这样的载荷下各种可能的力学行为。通过模拟建立了硼酸镁晶须增强镁基复合材料行为图。