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本文以Al-10Si为基体，SiO2粉末和还原Fe粉为反应物，通过半固态机械搅拌法及高能超声作用，结合多种中间合金复合变质处理，成功制备出Al-Si-Fe-O系原位多元颗粒增强复合材料。分别对SiO2/Al-10Si和Fe/Al-10Si反应体系的制备工艺和机理进行了研究，并将两者耦合成(SiO2+Fe)/Al-10Si反应体系，制备出Al2O3、α-富铁相和初生Si相的多元颗粒增强复合材料。利用X射线衍射仪(XRD)、金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)，分析了复合材料的相组成、凝固组织和原位颗粒的大小、形貌、分布等特征。分别测试了基体材料、单一和多元颗粒增强复合材料的室温拉伸和高温摩擦磨损性能，并对作用机理进行了分析。 复合材料制备研究表明，对基体合金进行Mg元素活化处理，在其半固态温度区间通过机械搅拌的方法可以将酸洗后的SiO2粉末顺利加入熔体，并且颗粒表层发生初始界面反应。在转速700r/min、搅拌10min时，可获得SiO2颗粒均匀分布、内部气孔较少的微观组织。在840℃时向熔体中加入还原Fe粉，通过Mn、Sr和Y的中间合金进行复合变质，可以使富铁相呈花朵状，并使针状共晶Si球化。在880℃时对熔体进行高能超声处理，在超声功率1.0KW/cm2、作用3min时，熔体中SiO2颗粒反应完全，气孔明显减少。在Cu-14P的变质作用下，保温10min，初生Si钝化圆整，各反应物完成反应，制得复合材料。 室温拉伸性能试验表明，制得的Al-Si-Fe-O系多元颗粒增强复合材料的抗拉强度最高，为270MPa，延伸率为2.6％，与基体合金相比，分别提高了42.8％和53.8％; Al-Si-O系和Al-Si-Fe系颗粒增强复合材料的抗拉强度σb分别为225MPa与205MPa，比基体合金分别提高19.1％和8.5％。拉伸断口形貌分析表明，Al-Si-Fe-O系多元增强颗粒复合材料的强化机制为弥散和位错效应的耦合强化。 高温摩擦磨损试验表明，在300℃、载荷为6N的活塞工况条件下，Al-Si-Fe-O系多元颗粒增强复合材料的摩擦系数μ最低，为0.36，耐磨性能最好，与基体合金相比，降低了52.6％; Al-Si-O系和Al-Si-Fe系颗粒增强复合材料的摩擦系数μ分别为0.54和0.41，较基体合金分别降低28.9％和46.1％。材料磨痕的形貌分析表明，通过原位反应和变质处理制得的复合材料表现出不同程度的粘着磨损和磨粒磨损相结合的磨损特征，硬质增强相与软基体结合形成的摩擦转移膜有效降低了材料的磨损率。