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该文通过两种方法制备了Al2O3/Ti3SiC2层状复合材料，并对其显微结构，增韧机制，常温及高温力学性能进行了系统的研究。
在预合成法制备Al2O3/Ti3SiC2层状复合材料的工艺中，首先用反应合成法制备了纯度较高的Ti3SiC2粉体，通过对影响纯度的主要因素以及合成机理的研究确定了优化的合成制度并辅以后续提纯工艺，制得了基本为单相的Ti3SiC2粉体。将得到的Ti3SiC2粉体与Al2O3粉体通过轧膜成型与热压烧结工艺制得Al2O3/Ti3SiC2层状复合材料。对其显微结构的观察发现，由于在烧结过程中靠近Al2O3层的Ti3SiC2易发生分解，形成疏松的TiC层，Ti3SiC2层形成了典型的三层结构。因此在受到弯曲载荷时裂纹易于在此TiC层发生偏转并使材料发生劈裂，此层状材料相对于块体Al2O3陶瓷强度偏低(350MPa左右)，而断裂功提高幅度较大(1560J/m2)。原位合成法制备工艺中除了Ti3SiC2层的原始粉料用Ti、SiC、活性炭外，其它工艺与预合成法类似。制得的层状材料不但断裂功有更大幅度提高(2159J/m2)，且强度也提高到650MPa左右。对Ti3SiC2层分析发现，层中存在约50vol％的TiC相，它的存在改变了材料中的残余应力状态，计算发现Ti3SiC2层受到约121.2MPa的压应力，有效提高了“弱层(Ti3SiC2层)”的强度。同时，受弯曲载荷时的裂纹扩展路径也发生了变化，裂纹在扩展过程中吸收了大量能量，有效地提高了材料的断裂功。
通过在Al2O3层中加入SiC晶须引入了二级增韧机制——晶须的拔出、桥接等，它与层状结构增韧(一级增韧)协同作用，提高了材料的韧性，在Al2O3层中晶须含量为20vol％时，断裂功达到2583J/m2，抗弯强度也提高到688MPa。另外还研究了Al2O3/Ti3SiC2层状复合材料的高温强度、高温弹性模量、高温应力松弛和高温蠕变等高温力学性能，确定了该材料的使用上限约为1150℃。在抗蠕变性能试验中发现，其应力指数约为1.4，蠕变激活能约为204kJ/mol。可能的蠕变机理包括Al2O3层的界面扩散机制和Ti3SiC2层中的晶界滑移以及晶粒内应力导致的晶粒解理、位错运动等。