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碳化硼具有高硬度、高模量、耐磨性好、密度小、抗氧化性强、耐酸碱性强以及良好的中子吸收性能等特点,已应用于防弹材料、防辐射材料、耐磨和自润滑材料,耐酸碱侵蚀材料、切割研磨工具以及原子反应堆控制和屏蔽材料等领域。但是烧结困难和高脆性一直成为制约碳化硼广泛应用的主要障碍。本文通过原位反应引入TiB2颗粒增韧B4C陶瓷制备了致密化的TiB2/B4C复合材料；采用无压烧结工艺制备了Al8B4C7/B4C复合材料。利用X射线衍射(XRD)、金相显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)研究了碳化硼复合材料的相组成和显微组织结构,测试了碳化硼复合材料的力学性能,研究了碳化硼复合材料的致密化烧结机理与增韧机制。研究结果表明,TiO2、葡萄糖与B4C原位反应生成TiB2。TiB2/B4C复合材料的显微组织均匀致密,绝大部分孔洞已经闭合。添加TiO2能显著降低表观烧结活化能,25vol.%TiB2/B4C复合材料的表观烧结活化能降到纯B4C的37%。连续烧结到2150℃时,25vol%TiB2/B4C复合材料的相对密度为96%。2100℃等温烧结60min时,25vol.%TiB2/B4C复合材料的相对密度为98%。2150℃等温烧结60min时,25vol.%TiB2/B4C复合材料的相对密度最高,达到98.5%。随着TiO2含量增加,TiB2/B4C复合材料试样收缩率和质量损失增大,5vol.%TiB2/B4C复合材料的收缩率为13%、质量损失为10%。随着TiB2含量的增加,TiB2/B4C复合材料的硬度、弯曲强度和断裂韧性先升高后降低。含15vol.%TiB2的B4C复合材料具有最佳性能：维氏硬度为33GPa,弯曲强度为502MPa,断裂韧性为4.6MPam1/2。TiB2/B4C复合材料的增韧机制为：①热膨胀失配引致应力增韧；②微裂纹释放能量增韧；③TiB2晶粒对裂纹扩展的偏转和桥接作用；④TiB2晶粒抑制B4C晶粒长大的细晶作用。Al与B4C原位反应生成三元化合物Al8B4C7。Al8B4C7/B4C复合材料的相对密度、维氏硬度随Al含量增加而逐渐下降,断裂韧性随Al含量增加先上升后下降。Al含量为5wt%的Al8B4C7/B4C复合材料具有最佳性能：相对密度为98.5%、维氏硬度为39GPa、断裂韧性为6.2MPam1/2。Al8B4C7/B4C复合材料的增韧机制为Al与B4C晶粒之间金属弱界面的应力松弛与裂纹钝化作用。