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Ti2AlN是Mn+1AXn（n=1,2,3）族中典型的一种化合物,该材料兼具金属和陶瓷的优点。在常温下,像金属一样有很好的导热和导电性能,有较低的硬度,较高的弹性模量和剪切模量,并在较高温度下具有塑性;同时它又具有陶瓷的性能,有较高的屈服强度,高熔点,高热稳定性和良好的抗氧化性能。本研究旨在以Ti-Al-N系元素粉体为反应原料,探索一条适合提高Ti2Al N陶瓷综合性能的新方法。近年来,通过在Ti-Al-N材料中添加第四组元X（X为Zr、Si、Ta、Nb、V等）,可形成一些特殊的纳米相,从而显著提高材料的综合性能。这些合金元素能在一定程度上改善Ti-Al-N材料的力学性能和热稳定性能,但是目前研究较多的是Ti2A1N薄膜和Ti2A1N/TiN复合材料,而对于元素掺杂Ti2AlN块体材料的研究却很少。本文研究了以Ti、TiN、Al为原料,在氩气保护气氛下无压烧结1400℃、热压烧结1400℃和SPS烧结1200℃条件下制备Ti2AlN陶瓷材料,主要研究C、Si掺杂对Ti2AlN三元化合物陶瓷组织高温性能的影响。研究结果表明:放电等离子烧结温度为1200℃是制备Ti2AlN的最佳工艺,纯度能高达99.2%,并且制备的样品组织成片层结构,很难发现气孔,并测得密度34.24g/cm和硬度4.1GPa。其中在未掺杂试样中,SPS样品的密度比无压的样品密度增加52%。掺杂C、Si元素时,以SPS烧结样品为例,掺杂后密度大小依次为:掺杂Si0.2>掺杂C0.1Si0.1>掺杂C0.2>掺杂Si0.1>掺杂C0.1>未掺杂,其中掺杂Si0.2的样品密度比未掺杂的试样的密度增加了4.3%。掺杂后硬度大小依次为:掺杂Si0.2>掺杂C0.1Si0.1>掺杂C0.2>掺杂Si0.1>掺杂C0.1>未掺杂,其中掺杂Si0.2的试样硬度最高,达到5.8GPa,比未掺杂试样的硬度增加40%。掺杂C元素对Ti2AlN材料的抗高温氧化性能的影响相对较小,而掺杂Si元素大幅度增加Ti2AlN材料的抗高温氧化性能。其中掺杂Si0.2试样在1000℃下氧化时,单位氧化增重仅为14.89×10-3kg.m-2,且该温度下的氧化抛物线速率常数仅为8.13×10-72-4-1kg.m.s,比未掺杂试样低2个数量级。Ti2AlN三元化合物由于氧化反应生成Al2O3,致使材料自身属于优良的抗高温氧化材料。在此基础上掺杂Si元素,由于氧化层表面除了有一层Al2O3氧化膜的存在,还有部分表层被具有抗氧化性能较好的SiO2覆盖,显著的提高了Ti2AlN样品的抗高温氧化能力。综上所述,放电等离子烧结试样比热压和无压烧结试样具有更加优异的性能,同时C、Si元素掺杂可以显著改善Ti2AlN三元化合物陶瓷力学性能和高温抗氧化性能。研究结果为元素掺杂Ti2AlN块体材料提供了新的研究途径,也为制备其它高性能陶瓷材料提供了新的思路。