航空航天领域的飞速发展对材料的比强度、比刚度以及损伤容限提出了更高的要求。铝锂合金以其无可比拟的低密度、高强度、高模量优势,被视为航空航天工业中最具发展潜力的金属材料。要实现轻质高强材料的进一步发展,可考虑引入高硬度、高模量、化学稳定的陶瓷颗粒增强铝锂合金。原位自生陶瓷颗粒为亚微米级,形状规整,与界面结合良好,因此,有望进一步提高铝锂合金的综合性能。本文以Al-Cu-Li-x合金为基体,采用熔体控制自生法,制备了原位自生纳米TiB₂颗粒增强Al-Cu-Li-x基复合材料。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪等分析测试手段系统研究了原位自生TiB₂颗粒增强Al-Cu-Li-x基复合材料在不同热处理状态下的微观组织结构形态与宏观力学性能,揭示了热处理工艺制度-微观组织形态-宏观力学性能间的本质联系,为航空航天高强轻质复合材料的设计提供了依据。本文的主要研究结果如下:（1）本试验采用两步法成功制备出纳米TiB₂颗粒增强Al-Cu-Li-x基复合材料中,TiB₂颗粒为六棱柱状或棒状,尺寸在60⁶00nm之间。部分TiB₂尺寸细小,被凝固前沿捕获进入基体晶粒,在基体中均匀分布;部分TiB₂颗粒受凝固前沿推斥至α-Al枝晶间隙,在晶界或共晶组织附近发生局部聚集。（2）自然时效状态下,TiB₂颗粒促进了Al-Cu-Li-x合金中δ′（Al₃Li）相的析出。与Al-Cu-Li-x合金相比,原位自生TiB₂/Al-Cu-Li-x复合材料的晶粒得到显著细化;硬度提高16%左右,弹性模量高出基体合金3.1GPa,达83.0GPa,屈服强度提高至389Mpa,抗拉强度达到469Mpa。（3）原位自生TiB₂/Al-Cu-Li-x复合材料在175℃条件下进行人工时效。整个时效过程中均有一种新生立方相存在,该相可能为σ（Al₅Cu₆Mg₂）或σ相的变体。初始时效阶段（时效时间3h）,强化相为δ′,β′（Al₃Zr）及该新生立方相。时效18h后,除上述物相外,S（AlCuMg₂）相与T₁（AlCuLi₂）相析出,导致复合材料硬度迅速提高。过时效阶段,T₁相及S相发生粗化,复合材料硬度下降;在该阶段未观察到晶界无析出带。峰时效状态下,TiB₂/Al-Cu-Li-x复合材料屈服强度可达560Mpa,抗拉强度可达605Mpa。