فرآوری اصطکاکی – اغتشاشی از روش های نوین برای تولید کامپوزیت های پایه فلزی و پلیمری می باشد. هدف از این پایان نامه تعیین خواص مکانیکی نانو کامپوزیت آلومینیوم با ذرات اکسید آلومینیوم به روش فرآوری اصطکاکی – اغتشاشی زیر آب می باشد. برای این کار به روش اصطکاکی – اغتشاشی ذرات نانو al2o3 با اندازه متوسط 80 نانومتر در فلز پایه از جنس آلومینیوم 5083 اضافه شدند. آزمایشات تجربی در شرایط مختلف فرآیندی انجام گرفت تا کامپوزیتی با توزیع ذرات مناسب تولید گردد. در دور و پیشروی به ترتیب 1250 دور بر دقیقه و 20 میلیمتر بر دقیقه و تعداد پاس 4، توزیع ذرات مناسب می¬باشد. برای ارزیابی خواص نانو کامپوزیت تولید شده، آزمایشات مکانیکی و مطالعات ریز ساختاری مختلفی انجام گرفت. نتایج آزمایشات انجام شده نشان می دهد که فرآیند اصطکاکی-اغتشاشی زیر آب، قابلیت بهبود بیشتر خواص مکانیکی را دارا می¬باشد و به این روش می¬توان نانو کامپوزیتی با توزیع ذرات یکنواخت و بدون وجود عیوب متداول در فرآیند و با خواص مکانیکی بالاتر نسبت به فلز پایه و اندازه دانه ریز تولید کرد. همچنین آزمایش کشش، بیانگر این بود که کامپوزیت فرآوری شده زیر آب دارای بالاترین خواص کششی بوده و نیز اینکه، اثر هال-پچ نسبت به مکانیزم ارووان، تاثیر بیشتری بر روی افزایش استحکام آلیاژ آلومینیوم 5083 دارد. مطالعات انجام شده بر روی توزیع ذرات سرامیکی، روشن کننده این مطلب بود که در تعداد پاس¬های پایین، مخصوصا در فرآوری زیر آب، احتمال تجمع ذرات بالا می¬باشد که برای حل این مشکل و بدست آوردن توزیع بهتر ذرات، می¬توان تعداد پاس¬ها را افزایش داد. مطالعات انجام شده توسط میکروسکوپ نوری و الکترون روبشی، نشان دهنده این مطلب بودند که، اضافه کردن پودر به زمینه آلیاژ باعث ریز دانه تر شدن ریزساختار و همچنین انجام پروسه زیر آب، باعث افزایش تعداد دانه¬ها نسبت به فرآیند اصطکاکی اغتشاشی در هوا، با و بدون پودر می¬شود.