鋁基復合材料外來原子固溶于基體中后，一方面能阻礙錯位運動，另方面由于外來原子與基體金屬原子直徑不同，會使晶格畸變，產(chǎn)生應變場，且會與位錯發(fā)生交互作用。溶質(zhì)原子作為位錯運動的阻礙，提升塑性抗力，這是兩方面的原因造成的：一是溶質(zhì)原子引起晶格畸變，增加位錯密度，鋁基復合材料溶質(zhì)原子造成的晶格畸變程度和溶解度因溶質(zhì)原子與溶劑原子的差異及溶解的不同而不同，溶質(zhì)原子溶的越多，晶格就畸變得越嚴重，強化效果就越大；另一方面，溶質(zhì)原子與位錯的交互詐用，使位錯處于穩(wěn)定狀態(tài)，溶質(zhì)原子大都趨向于分布在位錯周圍。對于置換固溶體，比溶劑原子小的溶質(zhì)原子往往擴散到刃形位錯下方的受拉部位，形成柯氏氣團。

鋁基復合材料位錯能量下降，處于穩(wěn)定狀態(tài)，對位錯起了束縛作用。位錯為擺脫柯氏氣團的束縛而奮力移動，因此必須施加更大的外力，也就是說金屬的變形抗力上升了。鋁基復合材料金屬中的位錯密度總是隨粒子尺寸減小而上升，隨著粒子體積分數(shù)的增加，位錯密度增加，強度上升。在鋁基復合材料中，由于顆粒增強體尺寸小，體積分數(shù)高，增強體A13Zr和A12O3的熱脹系數(shù)與基體鋁基復合材料的又存在差異，會在顆粒周圍引發(fā)大量的附加位錯，因而復合材料的位錯密度大大上升，從而提高了復合材料的強度。

鋁基復合材料金屬晶體中總是有位錯的。晶體的完整性和理論強度計算都表明，消除位錯才能提高強度，可是與之相反，金屬晶體缺陷理論則認為，增加位錯密度也可以有效地提高強度。鋁基復合材料在顆粒增強的金屬基復合材料中，增強體與基體的熱脹系數(shù)相差甚大，從而引發(fā)巨大的熱應力，造成塑性變形，使復合材料中的位錯密度上升。科學家的計算表明，原位鋁基復合材料的四種強化機制對強度貢獻各不相同，位錯對強化貢獻最大，固溶對強化的貢獻最小，各種強化機制對此種復化材料強度的提高。