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原位技术制备颗粒增强铝基复合材料是铝基复合材料研究的重点之一，如何通过过程优化来控制颗粒在基体中的形貌和分布特征对复合材料的性能非常关键。本文采用Al-K2TiF6和6063Al-K2TiF6-KBF4两个反应体系，在分别引入单一超声场、单一电磁场及声磁耦合场三种不同条件下，制备了原位Al3Ti和TiB2颗粒增强铝基复合材料。
超声场下制备Al3Ti/Al、TiB2/6063Al复合材料研究结果表明:随着超声作用时间的增加，内生颗粒的数量明显增大，分布也越来越均匀;对于Al3Ti/Al复合材料，在超声功率为1.2kW，作用时间为4min的条件下，原位Al3Ti颗粒尺寸为1μm，形貌为短棒状或小块状;对于TiB2/6063Al复合材料，在超声功率为1.2kW，作用时间为6min的条件下，TiB2颗粒尺寸为0.5～1μm，形貌呈多边形。
低频电磁场下制备Al3Ti／Al、TiB2/6063Al复合材料研究结果表明:对Al-K2TiF6体系，最佳工艺参数为:感应线圈内输入电流200A，频率＜5Hz，磁场作用时间3～5min。此条件下制备的原位Al3Ti颗粒尺寸为1μm，形貌为小块状;对TiB2/6063Al复合材料，磁场最佳工艺参数为:磁场作用时间10min，输入电流150A，反应时间30min，磁场频率为3～5Hz。此条件下制备的原位TiB2颗粒尺寸变化较小，颗粒“球化”效果显著。
声磁耦合场的共同作用对复合材料凝固组织影响的研究结果表明:对于Al-K2TiF6体系，在超声强度为1.2kW，作用时间为3min，低频电磁场的输入电流为150A，频率为5Hz时，原位生成的Al3Ti增强相尺寸约为0.5μm，形貌为颗粒状，呈弥散状分布。对6063Al-KTiF6-KBF6体系，在超声场参数不变条件下，随磁场频率的增加，所制备的TiB2增强相颗粒数目增多，尺寸细化，形貌趋于多边化，分布状况得到改善。当磁场频率为3Hz时，原位生成的TiB2颗粒分布最均匀，尺寸约为200nm。
力学性能研究结果表明:施加物理场后所制备的复合材料的性能有不同程度的提高，特别是施加声磁耦合场后，复合材料的性能改善最为明显。对于Al3Ti/Al复合材料，当超声功率为1.2kW，输入电流为150A，频率为5Hz，作用时间为3min时，获得最佳力学性能。此时复合材料的抗拉强度σb为120.0MPa，伸长率δ为17.8％，较基体提高了33.3％和14.1％;对于TiB2/6063Al复合材料，当超声功率为1.2kW，输入电流为150A，频率为7Hz，作用时间为5min时，获得最佳力学性能。此时复合材料的抗拉强度σb为183.0MPa，伸长率δ为9.4％，较基体提高了17.3％和20.5％。