本文针对TaC陶瓷致密化困难的问题,采用SPS烧结工艺,优化了低温烧结TaC陶瓷的工艺方法,系统研究了惰性金属、Si、Si₃N₄等不同烧结助剂对TaC陶瓷致密化过程、物相、显微组织和力学性能的影响规律,分析了其致密化机理。制备了不同C/Ta化学计量比的TaC陶瓷,阐明了C/Ta化学计量比对组织与性能的影响。结果表明:通过调整SPS工艺参数,可显著降低TaC陶瓷的烧结致密化温度。以TaC和Ta为原料制备非化学计量比Ta-C陶瓷,显微组织演变和致密化进程分2-3个不同的阶段,其中1450-1800℃中温阶段最为关键,高温条件下发生蒸发-凝聚现象,导致显微组织粗化,气孔向多晶结合处聚集而不易排出。采用1400℃低温烧结技术,优化工艺参数,避免蒸发-凝聚现象,虽然对致密化有益的体积扩散和界面扩散受到低温限制不能充分发挥,但是合理利用有限的TaC+Ta→TaC_0.9反应扩散,TaC_0.9成分的陶瓷仍能获得>96%致密度。惰性金属、Si、Si₃N₄等烧结助剂均能一定程度上促进TaC陶瓷的致密。惰性金属、Si和Si₃N₄等添加剂可在一定程度上细化TaC晶粒、优化第二相的种类和含量及调节界面结构,从而提高TaC陶瓷的力学性能。（1）添加少量金属Al、Cu、Ag、Au作为TaC陶瓷烧结助剂,当烧结温度超过各自熔点时,金属熔化生成少量液相,沿TaC颗粒表面润湿铺展,促进TaC颗粒重排。金属润湿铺展能在一定程度上抑制有害氧化物挥发并改变对致密化有害的表面扩散为有益的界面扩散。其中5mol%Au的添加和1700oC/30Mpa/5min SPS条件下能够获得>97%致密度。（2）Si作为TaC陶瓷材料的烧结助剂,在其熔点温度（1413oC）熔化成液相,润湿TaC颗粒并促进TaC颗粒重排,温度进一步升高,Si与TaC反应生成的高熔点TaSi₂、SiC颗粒,钉扎晶界,抑制TaC晶粒长大,TaSi₂在1650oC发生脆性-塑性转变引起的塑性流变促进了TaC陶瓷致密化。（3）少量Si₃N₄作为TaC陶瓷材料的烧结助剂,其高温下与TaC、Ta₂O₅反应生成SiC及各种Ta-Si化合物,去除氧杂质,钉扎TaC晶界,也能促进致密化,高温条件下TaC陶瓷材料仍具有较高强度保持率。以TaC和Ta为原料制备非化学计量比Ta-C陶瓷的烧结过程与TaC+Ta→TaC_x反应及C扩散密切相关。C从TaC进入Ta最初生成Ta₂C,进一步C扩散则生成TaC_y或ζ-Ta₄C_3-x。材料致密化过程与物相演变并不同步进行,C/Ta为0.5和0.7成分材料的致密化优先于物相演变,而C/Ta为0.8、0.9、1.0成分的材料则先发生物相演变再实现致密化。C/Ta计量比为0.5、0.7和0.8¹.0的TaC_x材料,分别生成单相六方结构Ta₂C、菱方结构ζ-Ta₄C_3-x/立方结构TaC_y复相结构和单相立方结构TaC_y等不同显微结构,从而进一步影响材料的力学性能。立方相TaC_0.8-1.0陶瓷为等轴组织,硬度高、脆性大;TaC_0.7复合材料显微组织以ζ-Ta₄C_3-x片晶为主,间隙被立方相TaC_y填充,具有很高的抗弯强度和断裂韧性;成分为TaC_0.5的六方Ta₂C陶瓷,显微组织受温度影响明显,1500℃获得细小等轴组织,1700℃晶粒呈长棒状,1900℃相邻晶粒相互合并而形成晶内气孔。