本发明涉及铝基复合材料制备技术领域，特指一种碾压分散装置及其制备纳米颗粒铝基复合材料的方法。碾压分散装置包括花形坩埚、步进电动机支架、装置外罩、行星轮系和多个辊体。本发明利用半固态浆料的黏性，通过碾压分散装置对团聚体进行初步剪切分散，辊体对浆料施加压力使团聚体在有限空间内进一步压溃破碎，同时利用稀土元素的活性，使其富集在铝与纳米颗粒之间的界面上，阻止纳米颗粒重新团聚，使得反应物颗粒可以均匀分散于基体中，制备出分散均匀和尺寸细小的纳米颗粒增强铝基复合材料。该发明利用碾压分散装置和稀土元素的活性作用，显著提高纳米颗粒的分散效率和有效解决反应物颗粒在基体易于团聚的问题。