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镁基复合材料是以镁或镁合金为基体，以高强度、高模量的陶瓷相或硬质相作为增强体的复合材料。相对于镁单质与镁合金，镁基复合材料具有更好的力学性能与物理性能，同时保留了原有的密度小、阻尼性能好等优点，比传统的金属材料与铝基复合材料应用潜力更大。自上世纪70年代开始，镁基复合材料已经成为复合材料中的研究热点之一。本文在实验中采用各种氧化物与金属镁之间的原位反应合成法，在镁的熔点之下合成镁基复合材料，并且研究了各个氧化物体系的原位反应机理和过程，以及他们的显微组织形貌和部分力学性能与耐磨性能。本文首先在理论上对各个氧化物体系做了热力学计算与分析，在热力学上证明了所选择的Mg-SiO2、Mg-Al2O3、Mg-ZnO和Mg-TiO2四个体系在镁的熔点之下都可以发生置换反应，生成MgO或金属间化合物等硬质相作为复合材料的增强相。再通过对各个系统的DTA与XRD结果的分析，研究了其原位反应的过程与产物。并结合对各体系镁基复合材料的显微组织的分析，研究了各种体系中原位反应的机理。原位反应过程都受扩散控制。此外，对各个不同系统的复合材料做了硬度、拉伸性能和耐磨性能的测试，针对Mg-SiO2和Mg-Al2O3两个系统还对比了不同氧化物的含量对组织与性能的影响。对混料方法、压制压力、烧结工艺等制备工艺对不同体系的复合材料的组织与性能也做了分析和研究。超声波辅助电搅拌混料法能充分地分散细小颗粒，而球磨法能够细小颗粒并使其产生缺陷和内应力，提高体系内能；当生坯的压制压力为500MPa时，烧结后的复合材料性能最好；对于不同的材料体系，烧结温度和保温时间对其影响各有不同。最后，还讨论了原位反应合成法制备镁基复合材料过程中所生成的MgO纳米棒的生长机理，发现其生长过程遵循VS生长机制。