镁基复合材料是继铝基复合材料之后的又一竞争力较强的轻型金属基复合材料。传统的外加法增强镁基复合材料的方法有各种各样的弊端,而原位反应合成法制备具有一些外加法不具备的优点,渐渐成为金属基复合材料的一个重要方向。本文通过原位合成反应法快速凝固手段通过向Mg-Si合金添加高比例的稀土元素制备原位增强复合材料,并通过显微组织观察析出相的生成情况,研究其析出行为和生成机制,同时对部分材料做了相关力学性能测试,揭示其强化机理,开发一种新型原位增强纳米复合材料。向Mg-Si合金添加的不同含量的稀土Ce,利用快速凝固法制备原位颗粒增强复合材料,通过OM、XRD、SEM和EDS等手段研究其显微组织。分析生成相的尺寸大小、具体成分和分布情况等,研究其析出行为。结果使合金中生成大量平均尺寸不到400nm的CeMg₂Si₂相,形状呈颗粒状,而且均匀弥散分布在基体中。基体中的Mg₂Si相也十分细小,平均尺寸约10μm,形状也呈规则的块状。并且发现当Ce含量不断增加,CeMg₂Si₂相的数量也在不断增加,而Mg₂Si相的数量也逐渐下降。通过OM、XRD、SEM和EDS等手段分析了添加混合稀土对Mg-1Si显微组织的影响,研究Ce、La和Nd在不同组合情况下对Mg-1Si-xRE合金中Mg₂Si相和稀土相的组织形貌影响,探究了Mg₂Si相的细化机理和稀土相的生长方式。结果表明,当硅和稀土的比例1:3,合金中都生成了弥散分布的CeMg₂Si₂纳米颗粒相。对Mg-2.5Si-xCe（x=0,2.5,5.0,7.5wt.%）合金做显微硬度实验和常温压缩试验,表征了材料的力学性能,分析了生成增强相对合金性能的影响和强化机制。结果表明,加入Ce后,合金硬度和压缩性能随Ce的加入量增大而提高,相比于未添加Ce的样品,Mg-2.5Si-7.5Ce纳米复合材料的极限抗压强度和屈服强度分别提高了28.83%和13.23%。原位复合材料Mg-2.5Si-xCe性能的增强可以归因于Mg基体的细晶强化和CeMg₂Si₂相弥散强化所导致的应力转移和Orowan强化。