TiC基金属陶瓷具有高熔点、高硬度、高弹性模量以及较好的高温强度、热稳定性和耐烧蚀性能等优点，同时还具有较高的电导和热导率，因此其被广泛应用于刀具和模具材料，是具有很重要实用价值的一类结构材料。但是，TiC基金属陶瓷中的粘结相一般采用金属Co和Ni，其熔点和高温强度一般较低、高温抗氧化性较差，从而限制了其应用，特别是高温应用，所以制备TiC基复合材料是提高其力学性能的有效途径。　　 Ti-Al金属间化合物具有密度低、高温强度高、抗蠕变和抗氧化能力强等优点，在航空航天以及汽车工业等领域都具有广泛的应用潜力，通过Ti-Al金属间化合物和TiC陶瓷的复合，可望综合两者的优点，使得制备TiC-TixAly这一类金属间化合物陶瓷基复合材料成为研究热点。与此同时，三元层状Ti2AlC陶瓷是一种兼备金属和陶瓷特点的新型结构/功能一体化的层状陶瓷材料，其良好的抗氧化性和较高的断裂韧性使其成为TiC陶瓷的一种良好的增韧补强材料。　　 本文在前人的研究基础上，采用放电等离子体烧结结合原位反应(SPS-RS)方法，在较低温度、较短时间内制备得到具有精细结构、三相分布均匀、晶界洁净的TiC-Ti2AlC-TixAly复合材料，以解决现在研究中存在的难点问题，在保持材料的相关硬度强度等性能的基础上，提高材料的韧性。主要的研究内容包括：TiC-Ti2AlC-TixAly复合材料制备工艺参数的研究，Ti-Al-C系三元复合材料反应过程推导的研究，复合材料结构的表征和各项性能参数的评价等　　 首先以Al4C3、C及Ti为起始原料烧结不同温度时的样品，快速冷却后得到反应的中间相的XRD图谱，同时SEM观察不同温度的烧结试样的抛光面照片，结合EDS能谱分析观察研究了反应烧结中的扩散和中间相的生成，其中反应过程中间产物大多以非化学剂量比的形式存在，而元素的扩散总是沿着晶界、裂纹等缺陷处产生；同时观察不同温度的烧结试样的断面照片，得出在反应过程中晶粒形核生长发育随温度的变化情况。　　 其次通过烧结不同温度、压力、保温时间的样品，探讨了烧结的工艺参数与样品致密度的关系对TiC-Ti2AlC-TiAl3样品致密度的影响，优化后的工艺参数如下：1200℃，60MPa，保温5min。采用优化的工艺参数来制备TiC-Ti2AlC-TiAl3复合材料，整个烧结过程只需18分钟左右。与传统方法相比，烧结温度和保温时间大大降低。　　 然后利用SEM和TEM观察TiC-Ti2AlC-TixAly样品的结构，首次报道了在TiC-Ti2AlC-Ti3Al材料中，发现由长条状Ti3Al晶粒和条状TiC晶粒组成一种新型的三明治结构，推测是由于Ti3Al和TiC两相的伴生关系引起的，即在反应过程中Ti3Al首先生成并提供了层状生长的模板空间使得TiC的生长受到限制，从而在与Ti3Al伴生的过程中生成了条形状TiC晶粒。材料中TixAly和Ti2AlC两相均匀分散在TiC晶粒中。HRTEM显示出相界面处无非晶相生成，界面结合强度较好，材料中Ti2AlC和TiC两相存在的典型的外延生长位相关系。　　 最后评价了制备的TiC-Ti2AlC-TixAly系列材料的力学及电、热学性能，硬度范围为9.2GPa～16.6GPa，断裂韧性值的范围为4.1MPa·m1/2～6.5 MPa·m1/2，弯曲强度范围为424MPa～776MPa，弹性模量范围为206GPa～308GPa。制备的TiC-Ti2AlC-TixAly系列材料具有良好的导热和导电性能，材料的电导值在105S/m的数量级，远远大于导电陶瓷材料的评价标准参数，属于导电陶瓷材料。　　 总之，本论文中采用放电等离子技术结合原位反应方法，制备出具有精细组织结构的TiC-Ti2AlC-TixAly复合材料，讨论了TixAly和Ti2AlC三元层状碳化物作为TiC基金属陶瓷可能的粘结相，解决了传统制备方法中烧结时间长烧结温度高而导致的晶粒过大而引起的材料强度较低的问题。对于制备出的复合材料体系进行了系统的结构分析和性能评价。