Ti-Al系金属间化合物，具有密度小、熔点高、强度大、耐腐蚀和抗氧化能力强等性能，被认为是一种极具应用潜力的新型航空航天结构材料。但此类金属间化合物室温脆性、韧性、高温强度较差，阻碍了其实际应用。为此，自80年代起人们开始了Ti-Al基复合材料的研究。在众多的增强物中，Al<,2>O<,3>凭借其高强度、低密度的性质，以及与钛铝金属间化合物具有良好的物理、化学相容性而倍受青睐。传统的真空熔炼工艺，需要达到液相温度以上，形成的铸锭晶粒较粗大，易于产生裂纹，成分偏析也比较严重。为了在低温下制取Ti-Al基复合材料，粉末冶金是一种较为合理的方法。 实验以Ti、Al粉末分别加入一种或两种组分的TiO<,2>、Nb<,2>O<,5>、La<,2>O<,3>、高岭土、Al<,2>O<,3>等添加剂的混合料为起始反应物，混合粉经干磨均匀，分别以热压烧结、真空烧结和覆埋法烧结3种不同的工艺进行了烧结实验。利用X射线衍射仪(XRD)、电子扫描显微镜(SEM)等分析了产物的物相组成、显微结构，并结合差热扫描量热仪(DTA)对反应过程进行分析。系统讨论了添加剂对Ti-Al金属间化合物内原位自成Al<,2>O<,3>纤维的影响及Al<,2>O<,3>纤维的形成机理。 实验结果表明：当Al：Ti>3：1(摩尔比)时，采用覆埋法在TiAl<,3>基体内原位生成了Al<,2>O<,3>纤维。分析认为Al<,2>O<,3>纤维为Ti-Al-M<,x>O<,y>(M-金属元素)体系在加热过程中发生氧化还原反应，并按VLS机制原位生成的。当加入La<,2>O<,3>或高岭土后Al<,2>O<,3>纤维的分布均匀性提高，但纤维形貌更为复杂：纤维表面不光滑，分支现象较严重，甚至形成枝状形貌。因为La<,2>O<,3>、高岭土会引入杂质，造成催化剂液滴的成分偏离，使母体纤维在成分偏离点出现纤维的二次生长。加入TiO<,2>或Nb<,2>O<,5>后，在晶界处生成的纤维较短，小部分出现分支现象；气孔周围的纤维表面光滑，细长而直。Al与TiO<,2>、Nb<,2>O<,5>发生铝热反应，反应迅速且释放大量热，造成在局部范围内含Al气体的过饱和度太高，导致铝热反应产物Al<,2>O<,3>主要以颗粒形式存在而非纤维状。在反应过程中气相组分的沉积速率不同导致催化剂液滴中的成分变化，使部分晶须呈现分支等现象。在Ti-Al-TiO<,2>、Ti-Al-Nb<,2>O<,5>基础上加入Al<,2>O<,3>粉末降低了生成纤维所需气氛的过饱和度及反应放热量，促使Al<,2>O<,3>纤维在一个较稳定的系统中均匀生长，提高了纤维分布的均匀性；随着Al<,2>O<,3>粉末的增加，纤维质量明显提高：纤维表面更光滑，长径比更大。由于覆埋法合成的产物气孔率大、致密度低，因此将覆埋烧结的试样进行热压处理，以提高其致密度：致密度随着温度的升高而增大。在各组实验中，30Ti-70Al-10TiO<,2>、30Ti-70Al-10Nb<,2>O<,5>两种配方覆埋烧结成的试样中的纤维质量最好，且TiO<,2>、Nb<,2>O<,5>不会引入杂质相，还相应减少原料Ti粉的使用量，可降低实验成本。