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Al2TiO5(Al2TiO5，简写为AT)具有熔点高、热膨胀系数小、热导率低、弹性模量低、抗热震好以及抗冲击性强等优良特性，在许多领域已经得到广泛应用。然而Al2TiO5材料存在两大致命弱点:各向异性大和中低温易分解，严重影响了其应用前景。通过添加不同配比的Ni、Al促进Al2TiO5的进一步分解，而Al2TiO5的低热膨胀系数、高熔点的特性是优良的汽车尾气催化剂载体，添加Ni、Al得到表面具有不同形态的Al2TiO5基材料，通过附着催化剂来实现对汽车尾气有害成分的转化。 本文采用反应烧结法制备Al2TiO5，并利用1600℃合成率相对较高的Al2TiO5粉料与不同原子比的Ni、Al粉末混合，采用真空反应烧结法制备NiAl-Al2TiO5复合材料，并对烧结产物进行物相组成、组织形貌、形成机理等进行探索研究，同时研究了烧结温度、Ni、Al的含量、Al2TiO5的粒度等对Al2TiO5物相组成、组织形貌、合成率等的影响。研究结果表明: (1)在不添加任何添加剂的情况下，采用反应烧结技术制备Al2TiO5陶瓷材料，反应烧结温度控制在1400℃、1500℃、1600℃。衍射分析表明试样主晶相为Al2TiO5，随着温度的升高，Al2TiO5合成率分别为76.9％、84.6％、96.8％;形貌观察发现，Al2TiO5微观组织为不规则颗粒状，随着温度升高，Al2TiO5颗粒尺寸显著增大，趋向均匀，有利于提高合成Al2TiO5的强度。在750℃、850℃、950℃温度下二次烧结Al2TiO5的分解率分别为7.5％、9.2％、28.8％，这说明随着温度的升高Al2TiO5的分解率升高。 (2)Al与Al2TiO5的反应以及Ni、Al与Al2TiO5反应中随着Al加入量的增加Al2TiO5的分解率增大。随着Ni、Al添加量的增加，产物中的物相逐渐复杂，反应的过程是由表及里，逐层进行侵蚀的，最终得到的Al2O3分为薄壳状和细碎颗粒状两种形态;随着Ni、Al加入量的增加和烧结温度的提高，Ni、Al-Al2TiO5基材料的宏观强度增大，Al2TiO5的分解程度加剧，所得材料的微观颗粒结合度变好。通过显微形貌观察可以看出，分解的Al2TiO5表面被大量Al2O3晶须、六边形片晶状的Al2O3包覆，同时比表面积增大。Al的主要存在形式为Al2O3，在Al含量充足的情况下，随着烧结温度的升高，逐渐出现NiAl、Ni3Al等金属间化合物相;在Al不充足的情况下，Ni主要以单质的形式存在。对比不同配比的Ni、Al对甲基橙的降解率、对NO的转化效率等相关性能测试。提出了NiAl-Al2TiO5基材料反应体系中Al2TiO5的分解模型。