镁基复合材料具有轻质高强高模等优点，在航空、航天、汽车及电子通讯等领域展现了广阔的应用前景。其中，晶须增强镁基复合材料，因其优越的力学性能而备受国内外研究者的关注。然而，晶须与基体的界面问题成为晶须增强镁基复合材料实际应用的关键瓶颈。论文以高性价比硼酸镁晶须为增强相，通过制备工艺及界面的优化设计，成功制备出硼酸镁晶须增强镁基复合材料，并对其微观结构、界面反应层的形成规律及机理和力学性能进行了系统的研究；揭示了MgO界面反应产物的组织形态对复合材料强化机制和断裂行为的影响规律；以此为基础，为进一步提升复合材料的综合性能，研究了碳化硼颗粒的混杂行为对复合材料微观组织和力学性能的影响规律，初步探讨了混杂复合材料的界面形成机制、强化机制及其断裂行为。采用挤压铸造法，成功实现20vol.%硼酸镁晶须增强AZ91D镁基复合材料的制备。复合材料微观组织致密，硼酸镁晶须均匀地分布在镁合金基体中。复合材料的力学性能比基体合金有了明显提高，铸态试样的弯曲模量、弯曲强度和维氏硬度分别从42GPa、211MPa和56.5提高到50GPa、407MPa和120.7。硼酸镁晶须表面无任何处理时，复合材料中晶须和基体合金界面洁净，未发生化学反应，具有良好的化学相容性。复合材料断口分析发现较多硼酸镁晶须出现脱粘的现象，说明硼酸镁晶须和基体的界面结合强度较低，不利于硼酸镁晶须充分发挥其增强效用。为了优化复合材料界面结构以提高力学性能，对硼酸镁晶须进行表面处理，制备三种具有不同微观形貌的膜层：Al（PO₃）₃膜层、ZnO膜层和TiO₂膜层。三种膜层硼酸镁晶须增强复合材料TEM界面微观结构分析表明，在复合材料的制备过程中三种膜层均与基体合金发生化学反应并形成具有不同微观结构的MgO界面反应层：涂覆Al（PO₃）₃膜层时，晶须/基体界面处MgO颗粒相对较为粗大，且随膜层厚度增加，MgO颗粒逐渐增大；涂覆ZnO膜层时，晶须/基体界面处呈现双层结构，即细小颗粒组成的MgO薄膜层上黏附着较粗大的MgO颗粒；涂覆TiO₂膜层时，晶须/基体界面处呈现织构化MgO组织。Al（PO₃）₃、ZnO和TiO₂膜层硼酸镁晶须增强复合材料力学性能测试结果表明，MgO界面反应层厚度及其微观结构对复合材料的弯曲性能具有显著影响。其中，在Al（PO₃）₃膜层硼酸镁晶须增强复合材料中，弯曲强度随MgO界面反应层厚度的增加呈现先增加后减小的趋势，当MgO界面反应层的厚度约为25nm时，弯曲强度达到最高值467MPa，比无膜层处理时提高了15%。对比研究上述三种复合材料界面微观结构和力学性能可以发现：由ZnO膜层生成的细小MgO颗粒比Al（PO₃）₃膜层生成粗大MgO颗粒更能提高复合材料的弯曲性能，而由TiO₂膜层反应生成的织构化MgO能更进一步提高复合材料弯曲性能，其弯曲强度和弯曲模量达到568MPa和66GPa，分别比无膜层时提高了40%和32%。复合材料弯曲性能的提高主要归因于界面结合强度和载荷传递效率的提高。硼酸镁晶须增强复合材料中存在载荷传递强化、位错强化和细晶强化三种强化机制，它们使得复合材料具有较高的强度。并且随着复合材料界面结合强度的不断提高，载荷传递强化逐渐成为主要的强化机制。为了进一步提升复合材料的综合性能，在采用Al（PO₃）₃膜层改善界面结合状态的基础上，提出了添加碳化硼颗粒混杂增强的新工艺。结果表明，碳化硼颗粒的混杂可以显著提高复合材料的力学性能。当碳化硼颗粒的混杂体积分数为4%时，复合材料的弯曲强度达到最高值593MPa，比具有相同界面结构的单一硼酸镁晶须增强复合材料提高了35%。