本文以AZ91D-Al₂（SiO₃）₃为反应体系,采用超声场下熔体反应合成技术,成功制备了Mg₂Si颗粒增强镁基复合材料。利用X-射线衍射仪（XRD）、光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）、磨损性能以及拉伸性能测试等分析手段,研究了复合材料的凝固组织、力学性能、磨损性能以及内生颗粒的形貌、大小、分布特征,并探讨了相关的作用机制。复合材料的凝固组织实验结果表明:复合材料的凝固组织与Al₂（SiO₃）₃添加量有关:添加量小于2wt.%时,可细化合金组织,Mg₂Si相为针状和长条状;添加量为3wt.%时,合金组织有所粗化和长大,Mg₂Si颗粒尺寸较大,呈现不规则的花纹状。继续添加反应物至4wt.%时,基体材料组织和颗粒尺寸不断粗化,颗粒呈现块状。添加合金元素Sr、Ba和Ce后,可以显著细化复合材料凝固组织和Mg₂Si相的尺寸,优化Mg₂Si相形态,同时添加Sr、Ba和Ce时细化效果最优。对复合材料施加高能超声场,可以显著细化复合材料凝固组织,改变Mg₂Si相形态,当超声作用时间为7min,输出功率为1.2kW时,基体组织、Mg₂Si颗粒尺寸最为细小,形貌为块状和球状,在基体中均匀分布。复合材料的力学性能实验研究结果表明:随着Al₂（SiO₃）₃添加量的增加,复合材料的室温抗拉强度σ_b不断提高,而延伸率δ则呈下降趋势;当Al₂（SiO₃）₃的添加量为3wt.%时,复合材料的抗拉强度最高,达到了178.6MPa。向复合材料中复合添加Sr、Ba和Ce元素,可以提高基体合金和复合材料的室温拉伸强度σ_b和延伸率δ,当Sr、Ba和Ce同时添加时,基体合金以及复合材料的室温抗拉强度σ_b和延伸率δ达到最佳值,分别为195.4MPa、1.86%以及210.2MPa和1.79%。在复合材料的制备过程中施加高能超声场,可以提高复合材料室温抗拉强度σ_b和延伸率δ,随着超声作用时间和输出功率的增加,复合材料的力学性能逐渐提高,当超声作用时间为7min,输出功率为1.2kW时,复合材料的抗拉强度达到最大值,为206.1MPa。复合材料的磨损性能实验结果表明:复合材料的磨损量随Al₂（SiO₃）₃添加量的增加不断降低。当Al₂（SiO₃）₃的添加量为3wt.%时,复合材料的磨损量较AZ91D降低了近98.3%。Al₂（SiO₃）₃的添加量为4wt.%时,复合材料的磨损量与Al₂（SiO₃）₃的添加量为3wt.%时相当,呈现稳定的趋势。复合材料的磨损机制为磨粒磨损和粘着磨损的混合型磨损。