本试验通过热爆炸合成反应（TE）和准热等静压（PHIP）结合即TE/PHIP同步法，在高真空条件下，以Ti-TiO₂-Al-C-Fe体系为原料，燃烧合成TiC-Al₂O₃复相颗粒增强Fe基复合材料。研究发现，影响复合材料组织和性能的主要因素有预制样密度、热压烧结压力和反应放热值的大小等。增加预制样的密度和热压烧结压力以及减小合成反应放热值有利于提高复合材料的综合性能。对此体系进行热力学计算分析表明，此体系吉布斯自由能小于零，反应可自发进行；合成反应能放出大量的热，反应剧烈。模拟合成反应产物与实验结果对比，表明通过模拟合成反应结果对预测实验生成物能起到有效的指导作用。采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和能谱分析（EDS）分析手段，较系统地研究了复合材料的物相、微观结构及成分组成。结果表明：反应产物主要组成为TiC、Al₂O₃和Fe，伴随有少量的Fe_xC和TiO_x复杂化合物；TiC形状呈细小颗粒状，与Fe结合较好；Al₂O₃以大块颗粒存在，局部异常长大；Fe作为粘结相分布于合成的TiC颗粒之间以及合成材料的空隙中，Fe对TiC的结合性能较Al₂O₃要好。原位合成的硬质增强颗粒减小了传统工艺的界面污染等问题。复合材料显微组织中的主要缺陷是空隙和微裂纹。空隙的主要来源是预制样自身空隙、合成反应原料在反应过程中释放的气体、杂质及低熔点物质挥发后的残留空隙；通过提高预制样密度和增加合成反应过程中的热压压力可以有效减少复合材料的孔隙率。随Fe含量的增加，复合材料呈现韧性特征，孔隙率也逐渐减小。采用阿基米德排水法测量孔隙率和密度，表明闭孔是空隙的主要存在形式。空隙大小和分布主要影响试样的磨损性能和硬度。通过对试样的磨损性能试验表明，磨损率随着Fe含量的增大呈现先减小而后增加的规律。试样在细磨料时的磨损量小于粗磨料时的磨损量。硬质相的脱落是低Fe含量复合材料磨损的主要形式。基于目前的研究成果，提出本体系复合材料优化途径：（1）增加预制样密度；（2）提高热压压力；（3）减小体系反应焓。