Ti₃AlC₂作为一种新型层状三元化合物,具有金属和陶瓷的许多优良性能。像金属一样,具有优异的导热导电性,良好的可加工性和抗热震性,还具有非常高的断裂韧性;像陶瓷一样,具有高强度、高熔点、耐腐蚀、抗氧化等特点。在许多领域有着广阔的应用前景。本文首先以Ti、Al、C单质粉为原料,利用原位热压技术研究了Ti-Al-C体系的反应路径。研究表明,在Ti-Al-C体系中,首先Ti与Al反应生成Ti-Al化合物,然后Ti与C反应生成TiC,随着温度升高,TiC溶解到Ti-Al液相中析出Ti₃AlC₂。以单质粉为原料制备Ti₃AlC₂材料时,在产物中除了Ti₃AlC₂外,还存在较多的TiC、Ti₂AlC等杂质相。随后,以TiC、Ti、Al为原料,按摩尔比TiC:Ti:Al = 2:1:（1-1.2）设计配方,通过优化工艺参数（升温速率、热压控制、压坯尺寸和烧结温度）,制备出较纯净的Ti₃AlC₂材料。对Ti₃AlC₂材料的高温氧化性进行了研究。结果表明,Ti₃AlC₂在800～1000℃的空气中氧化30h后,氧化动力学服从抛物线规律;氧化层主要成分为TiO2和Al2O3,与基体粘结紧密,起到良好的保护作用;整个氧化过程主要由Al3+和Ti4+的向外扩散和O2-的向内扩散控制。最后,采用粉末冶金工艺制备Cu/Ti₃AlC₂金属陶瓷,借助XRD、SEM观察相变化和断口形貌,并研究Ti₃AlC₂增强相含量对产物密度、Vickers硬度、抗弯强度、断裂韧性的影响。结果表明,随着烧结温度的升高,Cu的衍射峰位置向左偏移,这与Al的固溶有关。随着Ti₃AlC₂含量的增加,密度和断裂韧性逐渐减小,Vickers硬度逐渐增大,抗弯强度先增大后减小。当Ti₃AlC₂含量为30wt%时,Cu/Ti₃AlC₂金属陶瓷综合性能最好,其Vickers硬度、抗弯强度、断裂韧性分别为1.7GPa、733MPa、9.3MPa·m^1/2。