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TiAlC（Ti2AlC， Ti3AlC2）三元层状材料兼具有金属和陶瓷特性，与金属一样，具有良好的导电、导热性，相对较低的硬度，可以用传统的加工方式进行加工以及在高温下具有塑性。与陶瓷相似，具有高熔点、高弹性模量、高热稳定性和良好的抗氧化性能。同时像石墨一样具有优良的自润滑性能。因此这些优异的性能使其具有广阔的应用前景。然而由于因其较低的强度和硬度，极大地限制了其作为高温结构材料的使用。引入第二相进行复合强化是目前改善TiAlC材料综合性能的有效措施。由于Al2O3具有较高的硬度和高的弹性模量，优异的化学稳定性，具有同Ti2AlC和Ti3AlC2接近的热膨胀系数，因此在本论文中，通过原位反应生成引入Al2O3颗粒来改善TiAlC材料的强度和硬度。分别研究了原位反应热压烧结合成Ti2AlC/Al2O3和Ti3AlC2/Al2O3复合材料的制备过程，并研究了其合成过程的反应机理、显微结构、物理性能、循环氧化行为以及摩擦磨损行为。论文首先通过X射线衍射（XRD）研究了Ti-Al-TiC-TiO2体系原位反应中的物相生成及转化过程及TiC含量对合成产物物相的影响。结果表明：Ti-Al-TiC-TiO2体系合成Ti3AlC2/Al2O3以及Ti2AlC/Al2O3复合材料的最佳温度为1350℃，该体系在热压过程中的反应主要分为两步，首先Ti粉与Al粉反应生成Ti-Al金属间化合物，同时TiO2与Al反应生成Al2O3，随后，Ti-Al金属间化合物与TiC反应生成TiAlC基体。由于Al在高温下的挥发使元素比偏离TiAlC的化学计量比，当TiC含量分别降为其理论含量的80mol%和90mol%时，合成的Ti2AlC/Al2O3和Ti3AlC2/Al2O3复合材料含有的TiC杂质相最少。利用扫描电镜（SEM）结合能谱分析（EDS）研究了所制备的Ti2AlC/Al2O3与Ti3AlC2/Al2O3复合材料的微观结构，并通过力学性能测试研究了材料中Al2O3生成量对所制备复合材料力学性能的影响。结果表明：所制备的Ti2AlC/Al2O3以及Ti3AlC2/Al2O3复合材料具有层状基体相和细小颗粒第二相Al2O3，Al2O3分布在基体晶界处。随着产物中Al2O3生成量的提高，基体晶粒尺寸逐渐变小，分布更加均匀。但当Al2O3含量为15wt%时，其颗粒团聚比较严重。Ti2AlC/Al2O3复合材料的硬度和弯曲强度随Al2O3含量的提高而增大，但断裂韧性出现峰值变化，当产物中Al2O3含量为12wt%时达到最大值5.37MPa m1/2。Ti3AlC2/Al2O3复合材料的弯曲强度随Al2O3含量的提高而增大，Al2O3生成量为9wt%时，Ti3AlC2/Al2O3复合材料的断裂韧性达到最大值8.21MPa·m1/2；当Al2O3生成量为12wt%时，Ti3AlC2/Al2O3复合材料的硬度达到最大值为10.16Gpa。通过氧化增重实验、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和能谱分析（EDS）对制备的Ti2AlC/Al2O3与Ti3AlC2/Al2O3材料的高温循环氧化行为进行了研究。结果表明：随Al2O3含量的增加，Ti2AlC/Al2O3与Ti3AlC2/Al2O3复合材料的抗氧化性提高，复合材料的抗氧化性优于单相材料，且在1100-1300℃空气中循环氧化30次符合抛物线规律。在1200℃以下循环氧化时，试样表面形成致密的TiO2和Al2O3层使材料有优异的抗高温氧化性能。而1300℃的氧化产物由α-Al2O3内层、TiO2和Al2TiO5的混合物中间层以及TiO2外层组成，由于TiC杂质相的存在以及Al2TiO5的生成使TiAlC材料的抗氧化性能降低。通过干摩擦实验，扫描电镜（SEM）和能谱分析（EDS）对制备的Ti2AlC/Al2O3与Ti3AlC2/Al2O3材料的摩擦磨损行为进行了研究。结果表明：随着Al2O3含量的增加，摩擦系数减小，磨损率减小。这主要是因为Al2O3颗粒承受载荷和增加防止变形，裂纹的生成和扩展的抵抗力增大，抑制了基体的变形和断裂。低载荷下试样摩擦磨损行为表现为较低的磨损率，此时的磨损机理主要为磨粒磨损。随着法向载荷的增加，摩擦系数减小，磨损率增大，磨损机理转变为粘着磨损。