为了解决铝基复合材料强韧性的问题,采用搅拌摩擦加工(Friction Stir Processing, FSP)的方法制备了TiO2铝基复合材料。分别采用显微组织观察试验、拉伸试验和显微硬度试验等方法,对复合材料强化机理、显微组织以及力学性能进行表征与分析。试验结果表明：TiO2的加入对复合材料具有细化晶粒作用,FSP改变了铝合金的结晶形式,由无形核的连续性动态再结晶转变为颗粒刺激形核机制。FSP制备TiO2铝基复合材料的抗拉强度及显微硬度均得到了提高,当添加量达到4.8 wt.%时复合材料的抗拉强度达到456 MPa,硬度值达到130 HV,与未添加颗粒相比较分别提高了17 %和16 %,而延伸率仅下降了4 %。FSP制备TiO2铝基复合材料不仅可以有效提高力学性能,而且改善强韧性不匹配的问题,为新型复合材料的应用提供理论基础和技术参考。