铝基复合材料外来原子固溶于基体中后，一方面能阻碍错位运动，另方面由于外来原子与基体金属原子直径不同，会使晶格畸变，产生应变场，且会与位错发生交互作用。溶质原子作为位错运动的阻碍，提升塑性抗力，这是两方面的原因造成的：一是溶质原子引起晶格畸变，增加位错密度，铝基复合材料溶质原子造成的晶格畸变程度和溶解度因溶质原子与溶剂原子的差异及溶解的不同而不同，溶质原子溶的越多，晶格就畸变得越严重，强化效果就越大；另一方面，溶质原子与位错的交互诈用，使位错处于稳定状态，溶质原子大都趋向于分布在位错周围。对于置换固溶体，比溶剂原子小的溶质原子往往扩散到刃形位错下方的受拉部位，形成柯氏气团。
铝基复合材料位错能量下降，处于稳定状态，对位错起了束缚作用。位错为摆脱柯氏气团的束缚而奋力移动，因此必须施加更大的外力，也就是说金属的变形抗力上升了。铝基复合材料金属中的位错密度总是随粒子尺寸减小而上升，随着粒子体积分数的增加，位错密度增加，强度上升。在铝基复合材料中，由于颗粒增强体尺寸小，体积分数高，增强体A13Zr和A12O3的热胀系数与基体铝基复合材料的又存在差异，会在颗粒周围引发大量的附加位错，因而复合材料的位错密度大大上升，从而提高了复合材料的强度。
铝基复合材料金属晶体中总是有位错的。晶体的完整性和理论强度计算都表明，消除位错才能提高强度，可是与之相反，金属晶体缺陷理论则认为，增加位错密度也可以有效地提高强度。铝基复合材料在颗粒增强的金属基复合材料中，增强体与基体的热胀系数相差甚大，从而引发巨大的热应力，造成塑性变形，使复合材料中的位错密度上升。科学家的计算表明，原位铝基复合材料的四种强化机制对强度贡献各不相同，位错对强化贡献最大，固溶对强化的贡献最小，各种强化机制对此种复化材料强度的提高。
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