Ti/Al₂O₃复合材料因兼具金属相和陶瓷相的优点,被认为是理想的金属陶瓷材料。但Ti/Al₂O₃复合材料在烧结过程中发生剧烈的界面反应,产生具有室温脆性的AlTi₃等金属间化合物,恶化了复合材料的力学性能。本研究前期通过对原料进行液氮球磨改性预处理,对Ti粉进行包覆,以期抑制Ti和Al₂O₃的过激反应,并获得了性能良好的TiN-Ti/Al₂O₃复合材料。得此启发我们直接引入TiN相,扩展体系以制备TiN-Ti/Al₂O₃复合材料,并探讨TiN含量、烧结温度及保温时间对复合材料物相、显微结构、电阻率和力学性能的影响。原料经液氮球磨预处理后,在Ti粉表面形成Ti:N钝化层,抑制Ti和Al₂O₃的反应,并在烧结过程中生成TiN,复合制备了TiN-Ti/Al₂O₃复合材料。且在破碎和冷焊的交替作用下,原料粉体得到很好的细晶效果,大大降低复合材料的烧结温度,并使物相分布均匀,烧结样品性能得到极大改善。为探究TiN相对复合材料性能的影响,实验直接添加TiN制备TiN-Ti/Al₂O₃复合材料。TiN的引入对材料的烧结致密情况和断裂韧性基本没有影响,但强度和硬度随着TiN的添加得到改善,电阻率随之不断降低。保温时间的延长会使晶粒长大,降低样品的强度和硬度,不利于材料性能的优化。在烧结温度为1500℃,保温时间30 min,加压30 MPa,原料体积比TiN:Ti:Al₂O₃为20:20:60时,TiN-Ti/Al₂O₃复合材料表现出最优综合性能,相对密度达到99.46%,抗弯强度为340.55MPa,显微硬度为18.16 GPa,断裂韧性为5.27 MPa·m^1/2,而电阻率降低到1487.61μΩ·cm。研究表明,TiN的引入有效阻碍了界面处O元素的扩散,减少TiO和Ti₃O的生成,并使部分AlTi₃脆性相与N元素结合生成AlTi₃N新相,在一定程度上缓解复合材料的脆性问题。TiN对基体颗粒的“钉扎”作用,抑制晶粒过度长大,起到细晶强化的作用,同时晶界增多,对位错的阻碍作用变强,提高样品的显微硬度。由于TiN与基体的热膨胀失配,TiN的存在引起裂纹的偏转,优化样品的断裂韧性。TiN具有优于金属Ti的导电性,在基体中很快形成导电网络,使复合材料电阻率大幅度降低。因为TiN具有更高的熔点,与Ti/Al₂O₃复合材料相比,添加TiN制备TiN-Ti/Al₂O₃复合材料需要更高的烧结温度。保温时间为30 min时,晶粒生长达到最佳效果,保温时间的延长会使晶粒长大,弱化样品的强度,同时降低样品的硬度,并造成TiN的N缺位,不利于样品性能的提升。