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纤维增强Ti-Al金属-金属间化合物层状复合材料的特殊结构使其具有一系列的性能特点,如材料的各向异性,以及几何与物理非线性等,因此在研究、制造和应用过程中面临许多重要和复杂的性能问题。本文针对NiTi纤维增强Ti-Al金属-金属间化合物层状复合材料（SMAFR MIL复合材料）性能的各向异性问题,通过改变纤维铺设角设计出了正交NiTi纤维增强Ti-Al金属-金属间化合物层状复合材料（正交SMAFR MIL复合材料）的新结构,同时制备出了单向NiTi纤维增强Ti-Al金属-金属间化合物层状复合材料（单向SMAFR MIL复合材料）进行性能比较;主要研究了单向SMAFR MIL复合材料和正交SMAFR MIL复合材料的制备工艺和反应机理,重点研究了NiTi纤维铺排方式对SMAFR MIL复合材料力学性能和阻尼性能的影响,并揭示了NiTi纤维铺排方式在SMAFR MIL复合材料中的作用机理。研究结果表明:（1）无论初始单元结构为“Ti-NiTi-Al-Ti”还是“Ti-Al-NiTi-Al-Ti”叠层,经过热压烧结后NiTi纤维均是均匀地分布在金属间化合物层中心,且在金属间化合物层中形成由NiTi纤维、Al3Ti单相区和两相混合区构成的“block单元”。通过HSC 6.0软件对Al3Ni相和Al3Ti相形成自由能计算和实验验证发现,Al3Ni相优先于Al3Ti相形成,两者交替形成两相混合区独特的片层结构,并在两相区周围形成单相区。（2）对不同相体积分数SMAFR MIL复合材料的密度和弹性模量进行测量,研究结果发现SMAFR MIL复合材料的密度为3.84.1g/cm3,弹性模量为140165Gpa。对SMAFR MIL复合材料的显微硬度测试发现,垂直于层向的显微硬度呈周期性规律分布。（3）通过对单向SMAFR MIL复合材料和正交SMAFR MIL复合材料进行拉伸、压缩和三点弯曲测试及断口形貌分析表明,当材料受拉应力时,材料中界面对拉伸性能起到重要的作用,由于正交SMAFR MIL复合材料中与拉应力垂直的界面对材料的拉伸性能起到弱化的影响,因此正交SMAFR MIL复合材料的抗拉强度低于单向SMAFR MIL复合材料。在压应力状态下,正交NiTi纤维铺排方式在裂纹扩展过程中起到止裂作用,使得正交SMAFR MIL复合材料的抗压性能优于单向SMAFR MIL复合材料。通过断裂能量计算,在弯曲应力状态下NiTi纤维的塑性变形和断裂对材料的断裂韧性起到重要的贡献,而正交NiTi纤维铺排方式所引起的部分层纤维仅发生脱粘过程使正交SMAFR MIL复合材料的韧性低于单向SMAFR MIL复合材料。（4）通过对单向和正交SMAFR MIL复合材料的阻尼性能分析发现,经过热压烧结后,NiTi纤维失去了其某些阻尼特性,但其伪弹性的存在仍然使NiTi纤维表现出良好的阻尼特性,因此SMAFR MIL复合材料中NiTi纤维的固有阻尼和界面阻尼对复合材料的阻尼性能起到主导作用。正交SMAFR MIL复合材料的界面数和NiTi纤维的数量较单向SMAFR MIL复合材料的多,因而表现出较高的阻尼性能。