过渡族金属共价键化合物有着在较高温度下表现出较好的力学性能。非化学计量比化合物存在大量空位缺陷,处于亚稳定状态。在其基础上添加过渡族金属化合物,固溶形成具有单一面心立方结构的固溶体,其优良的力学性能备受关注,但其难烧结、韧性低的缺点限制了他们的发展和应用。本文以改善过渡族金属化合物缺点为切入点,加入碳纤维制备复合材料,探究了非化学计量比组元的阴离子空位与碳纤维表面的相互反应关系,对烧结体的XRD和SEM进行分析,以及硬度、韧性、抗折强度等性能进行研究。以及将非化学计量比组元TiC0.4与VC、NbC进行叠层复合烧结,证明了非化学计量比组元中的C空位对复合材料界面区域有机结合起到积极作用,影响复合材料力学性能。制备TiC0.4-碳纤维复合烧结体,实验结果表明,当碳纤维体积分数为5vol.%,采用sps烧结,1500℃时,压力40 MPa下,烧结体力学性能较好,硬度为20.12 GPa,韧性为5.0 MPa·m1/2,抗折强度为507.1 MPa。这是因为非化学计量比组元存在大量空位,与碳纤维发生了界面反应,二者结合的更加紧密,同时纤维脱粘与拔出,裂纹偏转与桥联,消耗断裂功,提升材料性能。制备TiC0.4-NbC-碳纤维样品以及TiC0.4-NbC-VC-碳纤维样品,分析碳纤维含量以及烧结温度对复合材料的影响。结果表明,TiC0.4-NbC-碳纤维样品在1500℃力学性能最佳,硬度22.67 GPa,韧性为5.4 MPa·m1/2,抗折强度为584.8 MPa。TiC0.4-NbC-VC-碳纤维烧结体在1500℃时,力学性能较好,硬度为23.11 GPa,韧性为7.1 MPa·m1/2,抗折强度为621.9 MPa。制备NbC-TiC0.4-NbC、NbC-TiC0.4-VC的叠层复合烧结体,实验结果表明,空位缺陷的存在促进了原子的扩散。在NbC-TiC0.4-NbC样品中,两相之间的扩散层的厚度和抗折强度随温度的升高而增加,在1600℃时达到236.9 MPa。在NbC-TiC0.4-VC样品中,随着温度的升高,扩散层的厚度增加,同时V的扩散能力要好于Nb,抗折强度随着温度的升高而增加,在1600℃时达到307.8 MPa。