过渡金属碳化物、硼化物由于具有许多优良的物理和化学性能，比如，高熔点、高硬度、高模量、高导电与导热性和高的化学稳定性等优点，在机械、化学和微电子领域被广泛应用，常用作高温陶瓷，高性能切削和耐磨工件，尤其是硬质合金中的增强相或复合材料中的增强体。众所周知，陶瓷颗粒的形貌和尺寸对陶瓷颗粒增强金属基复合材料的性能有着至关重要的影响。形状圆整的陶瓷颗粒增强金属基复合材料将比不规则形状的陶瓷颗粒增强金属基复合材料具有更好的综合性能。因此，研究陶瓷颗粒的生长形貌、生长机制及其控制因素，具有重要的理论和实际意义，将为实现陶瓷颗粒形貌的主动控制，发展先进的陶瓷颗粒增强金属基复合材料奠定必需的理论基础。此外，陶瓷晶体的非平衡生长动力学及其机制本身，就是晶体生长理论领域一个不断探索和深入研究的前沿与热点问题。事实上，由于燃烧合成陶瓷相是一个高温、快速、非线性、非稳态的传输过程（能量、质量和动量传输），同时，伴随着许多复杂的化学与物理现象，因此，影响陶瓷颗粒生长行为的因素是非常复杂的。目前，尽管国内外关于燃烧合成陶瓷颗粒的生长形貌开展了一些研究，也取得了一定进展，但是仅仅局限在燃烧动力学对陶瓷颗粒生长形貌影响规律的这个层面上，对陶瓷颗粒增强金属基复合材料制备过程中的关键基础理论问题，尤其是陶瓷颗粒的生长行为与机制缺乏系统、深入的研究。因此，本论文研究不同燃烧合成体系（Al–Ti/Zr/Nb/Ta–C/B）反应过程中，陶瓷颗粒(TiC_x、ZrC_x、NbC_x、TaC_x、TiB₂、ZrB₂、NbB_2x、TaB_2x)的生长形貌及其演化过程；揭示不同陶瓷结构、不同动力学条件对燃烧合成陶瓷颗粒生长行为的影响规律；提出不同类型陶瓷的生长机制及其共性与个性规律。本文的主要研究结果如下：1)发现Al含量、碳源尺寸和原始反应物C/Ti摩尔比对Al–Ti–C体系SHS反应合成的TiC_x颗粒的生长形貌有着重要的影响；揭示出在SHS反应过程中，TiC_x颗粒的生长形貌随着计量比x值由低到高的演化规律为：从八面体→切角八面体→近球形→球形；建立了计量比与TiC_x颗粒生长形貌的关系，即当计量比x值较低时，TiC_x颗粒的生长形貌为八面体；当计量比x值较高时，TiC_x颗粒的生长形貌为切角八面体；当计量比x值进一步升高，TiC_x颗粒的生长形貌转变为近球形和球形。2)揭示出SHS反应过程中，TiC_x颗粒的生长方式主要为{111}面的二维层状生长。提出了TiC_x的计量比x值是TiC_x颗粒生长形貌演化的主要控制因素：当生成的TiC_x的计量比x值较低时，{111}面非常稳定，TiC_x以八面体状形核生长；随着计量比x值的升高，{111}面的稳定性下降，{100}面逐渐显露，TiC_x颗粒的生长形貌由八面体转变为切角八面体；当燃烧温度高于TR≈1800°C时，{100}面发生热力学粗糙化转变，变为圆滑曲面，从而形成了近球形的TiC_x颗粒；随着TiC_x计量比x值的进一步升高，{100}圆滑曲面逐渐长大、连结，使得TiC_x颗粒变的越来越圆。3)首次发现通过Al–Ti/Zr/Nb–B体系SHS反应合成的过渡金属硼化物的生长形貌存在形貌演化和生长成球形的必要条件是其计量比要存在一个较宽的区间：TiB₂和ZrB₂的计量比区间很窄，即使燃烧温度很高，它们的形貌没有发生明显的变化，均为六棱柱状。而NbB_2x的计量比区间很宽，因此，Al含量和原始反应物中的B/Nb摩尔比对合成的NbB_2x颗粒的生长形貌有着重要影响。揭示出在SHS反应过程中，NbB_2x颗粒的生长形貌随着计量比2x值由低到高的演化规律为：由六棱柱→多面体→近球形→球形；建立了计量比与NbB_2x颗粒生长形貌的关系，即在燃烧温度或B/Nb摩尔比较低时，反应生成的NbB_2x计量比较低，对应NbB_2x颗粒的生长形貌为规则的六棱柱；而在燃烧温度和B/Nb摩尔比较高时，反应生成的NbB_2x的计量比较高，对应NbB_2x颗粒的生长形貌多为近球形和球形。揭示出SHS反应过程中，TiB₂、ZrB₂和NbB_2x颗粒的生长方式均为{0001}和{1010}面的二维层状生长。4)揭示出计量比2x值是NbB_2x颗粒生长形貌演化的主要控制因素，首次提出NbB_2x的球形生长机制：当计量比较低时，{0001}和{1010}面非常稳定，NbB_2x颗粒生长为六棱柱状；随着计量比的升高，{0001}和{1010}面的稳定性逐渐下降，{1101}面逐渐显露，NbB_2x颗粒的生长形貌由六棱柱转变为多面体；当燃烧温度很高，且超过一定值后，{1101}面发生粗糙化转变，变为圆滑曲面，从而导致NbB_2x颗粒由多面体转变为近球形；随着计量比的进一步升高，{1101}曲面逐渐长大，NbB_2x颗粒变的越来越圆。5)提出了在燃烧合成过程中，过渡金属陶瓷TMCs（TiC_x、NbC_x、ZrC_x、TaC_x）、TMNs（TiNx）、TMDs(TiB₂、ZrB₂、NbB_2x、TaC2x)颗粒生长形貌演化的个性与共性规律。ⅰ)共性规律：提出了SHS反应合成TMCs、TMNs、TMDs生长形貌发生演化的必要条件是其计量比区间要宽；建立了SHS反应合成TMCs、TMNs、TMDs的计量比与生长形貌演化的关系；同时，揭示了燃烧温度对生长形貌球化动力学的影响规律，即随着化学计量比和燃烧温度由低到高，TMCs、TMNs、TMDs生长形貌的变化规律为：TMCs、TMNs：八面体→切角八面体→近球形→球形；TMDs：六棱柱→多面体→近球形→球形。ⅱ)个性规律：揭示出不具有较宽计量比区间的TiB₂和ZrB₂在燃烧合成过程中不存在生长形貌的演变过程。6)揭示出使用碳纳米管（CNTs）作为碳源，能够明显增加Me （Cu/Al/Fe）–Ti–CNTs体系的反应活性，使传统的Cu/Al/Fe–Ti–C（石墨、碳黑）体系完全反应的最高金属含量由67.12wt.%Cu、46.65wt.%Al、77.4wt.%Fe提高到80wt.%Cu、70wt.%Al、80wt.%Fe；发现使用CNTs作为碳源，在高含量Me （Cu/Al/Fe）–Ti–CNTs体系，合成具有不同形状、纳米尺寸的TiC_x颗粒。7)揭示出在Me （Cu/Al/Fe）–Ti–CNTs体系中，金属组元Me （Cu/Al/Fe）对TiC_x颗粒生长尺寸与形貌的影响规律与作用机制：在Fe–Ti–CNTs体系中，由于C在Fe熔体中溶解速度较快而扩散速度较慢，TiC_x颗粒在富[C]区域中快速形核、生长，因此，TiC_x具有较高的计量比，生长形貌多为立方体和近球状，且尺寸较大。反之，在Cu/Al–Ti–CNTs体系中，由于C在Cu/Al熔体中溶解速度较慢而扩散速度较快，TiC_x在十分贫[C]的环境下形核、生长，导致生成的TiC_x颗粒的计量比非常低，生长形貌多为八面体状，且尺寸较小。总之，本文通过对不同体系燃烧合成过程中，过渡金属陶瓷颗粒的生长行为的研究，揭示了不同陶瓷结构、不同动力学条件对过渡金属陶瓷颗粒生长行为的影响规律；提出了不同类型陶瓷的生长机制及其共性与个性规律；为实现陶瓷颗粒形貌的主动控制，发展先进的陶瓷颗粒增强金属基复合材料奠定必需的理论基础。