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SiC纤维增强Ti基复合材料（SiCf/Ti）具有高比强度、比刚度、比模量以及良好的高温性能和疲劳性能等优点,用于制作叶片、机匣和整体盘等航空零部件,可大大减轻航空发动机的重量,提高飞行器的工作效率。众所周知,纤维/基体界面力学性能,如界面结合强度、残余应力场、微裂纹萌生和扩展、界面的载荷传递作用等,对金属基复合材料的失效机制和宏观力学性能起到关键性的作用。研究金属基复合材料界面微观力学性能及其影响因素,可以深入理解金属基复合材料变形和失效机理,对金属基复合材料界面优化和制备技术改进具有重要指导意义。本文针对SiCf/Ti基复合材料界面脱粘起始于试样支撑端的顶出试验现象,根据不同的试验条件分别建立了四个理论模型。并借助ABAQUS软件运用有限元方法获得SiCf/Ti基复合材料的热残余应力。最后将顶出试验、有限元方法与理论解析法相结合估计了几种复合材料的界面剪切强度与界面断裂韧性（临界应变能释放率）。为了估计SiCf/Ti基复合材料的界面断裂韧性GIIc,建立了一个关于单纤维顶出试验的两相模型,在该模型中,假设粘结区域里纤维的轴向应力为恒力。以断裂力学为基础推导出了GIIc的理论公式,并且讨论了几个关键因素对裂纹扩展所需的临界加载应力的影响,如裂纹长度、轴向热残余应力以及界面滑移摩擦应力等。并且运用此模型预测了Sigma1240/Ti-6Al-4V、SCS-6/Ti-6Al-4V、SCS-6/Timetal 834、SCS-6/Timetal 21s、SCS-6/Ti-24Al-11Nb与SCS-6/Ti-15V-3Cr等复合材料的界面断裂韧性,并与以前的有限元结果进行了比较。结果显示,该模型能较可靠地预测SiCf/Ti基复合材料的界面断裂韧性。建立了一个由纤维-基体组成的两相顶出试验模型,通过剪切-滞后方法获得了粘结区域里纤维轴向应力与界面剪切应力沿着纤维轴的非均匀分布。并分别推导出界面剪切强度与界面断裂韧性的表达式,并且考虑了纤维与基体的杨氏模量、泊松比、纤维体积分数、试样厚度、热残余应力与界面的摩擦滑移应力等参数的影响。讨论了裂纹扩展所需的加载应力、裂纹长度和界面摩擦剪切应力等几个关键因素对界面剪切强度与界面断裂韧性的影响。并用此模型预测了Sigma1240/Ti-6Al-4V、SCS-6/Ti-6Al-4V、SCS-6/Timetal834、SCS-6/Timetal 21s、SCS-6/Ti-24Al-11Nb和SCS-6/Ti-15V-3Cr等复合材料的界面剪切强度与界面断裂韧性。获得的结果与之前的模拟结果有很好的一致性。因此,该模型（顶出试验脱粘起始于支撑端）能较可靠的预测SiCf/Ti基复合材料以及其他金属基复合材料的界面剪切强度与界面断裂韧性。针对界面反应层厚度较大的SiCf/Ti基复合材料,建立了一个由纤维-界面反应层-基体组成的三相顶出试验模型。在该模型中,界面脱粘起始于试样的支撑端,考虑了纤维、界面反应层与基体的杨氏模量与泊松比、试样的厚度、纤维体积分数、界面摩擦系数、界面滑移摩擦应力与热残余应力等材料参数与试样参数对界面断裂韧性的影响。运用剪切-滞后方法给出了纤维轴向应力沿着纤维轴的不均匀分布。以Kalton的能量方程为基础方程,给出界面断裂韧性表达式。讨论了裂纹长度、界面反应层厚度、轴向热残余应力与界面滑移摩擦应力等几个关键因素对裂纹扩展所需的临界加载应力与界面断裂韧性的影响。最后,用该模型的GIIc表达式预测了Sigma1240/Ti-6Al-4V、SCS-6/Ti-6Al-4V、SCS-6/Timetal 834、SCS-6/Timetal 21s、SCS-6/Ti-24Al-11Nb和SCS-6/Ti-15V-3Cr等复合材料的界面断裂韧性。针对纤维体积分数高达50%或者更高的SiCf/Ti基复合材料,建立一个由纤维-基体-复合材料组成的三相顶出试验模型。该模型考虑了纤维、基体与复合材料的杨氏模量与泊松比、试样的厚度、纤维体积分数、界面摩擦系数、界面滑移摩擦应力与热残余应力等参数的影响。以剪切-滞后方法为基础,给出了沿着纤维轴上纤维轴向应力与界面剪切应力的不均匀分布,并分别推导出界面剪切强度与界面断裂韧性的表达式。接着讨论了影响裂纹扩展所需的临界加载应力的一些因素,如界面滑移摩擦应力,界面摩擦系数以及界面的热残余应力等。最后应用该模型预测了复合材料Sigma1240/Ti-6Al-4V、SCS-6/Ti-6Al-4V、SCS-6/Timetal 834、SCS-6/Timetal 21s、SCS-6/Ti-24Al-11Nb和SCS-6/Ti-15V-3Cr的界面剪切强度。采用箔-纤维-箔法（FFF法）制备SiCf/C/Mo/Ti-6Al-4V复合材料,其真空热压工艺参数为:890℃/45 MPa/60 min,并对其中一部分制备态复合材料进行800℃/196 h的真空热暴露。随后对两种复合材料进行了顶出试验。采用能谱仪（EDS）观察并分析顶出后的纤维界面,由分析结果可知:制备态复合材料在顶出过程中,界面脱粘发生在C涂层与Mo涂层之间;经过800℃/196 h热处理后的复合材料在顶出过程中,界面脱粘发生在纤维与反应层TiC之间。最后,用本文所给的模型估计了两种材料的界面剪切强度与界面断裂韧性,结果表明:经过800℃/196 h热处理后的复合材料的界面结合更强。