原位合成技术是一种新型的材料制备技术。本文采用高温固—液反应和气—液反应法制备了性能良好的AlN.Al3Ti/ZL101原位复合材料，并对原位复合材料的增强相选择、增强相形成热力学、增强相与基体材料的晶体学关系及强化机制等进行了深入研究。并借助金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、等测试方法对其进行表征，获得的主要结果如下： (1)制备了AlN.Al3Ti/ZL101原位复合材料。通过三水平四因素正交试验确定了最佳热处理制度，其最佳热处理制度固溶温度为530℃、固溶时间为5h、时效温度为160℃、时效时间为10h。在最佳热处理制度下，复合材料的抗拉强度、硬度、延伸率分别为345MPa、108和3.5﹪，均较铸态有较大幅度提高。 (2)金相显微组织分析表明：AlN.Al3Ti/ZL101复合材料的α-Al枝晶晶粒尺寸较ZL101有十分明显细化，复合材料的共晶硅尺寸也较基体中细小得多。经过热处理后，复合材料中的共晶硅完全粒化，尺寸仅为5μm左右，而基体ZL101的共晶硅仅有部分粒化且尺寸在15μm左右。TEM分析表明，复合材料中的增强相确为Al3Ti和AlN，尺寸都在0.1μm左右。 (3)复合材料的主要强化机制为细化晶粒强化、弥散强化。