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钛铝合金具有密度小、熔点高、高温强度优异等特点，有望成为航天航空领域的新一代高温结构材料。然而其本质脆性使钛铝合金板材的成型困难，使用受到巨大限制。本文以纯Ti板和Al基复合材料板为原料，通过叠轧及两步热处理的方法成功制备了钛铝基复合材料板，并借助扫描电镜（SEM），透射电镜（TEM），X射线衍射仪（XRD），光学显微镜等手段对热处理过程中的相转变机制、材料的组织和成分进行了研究，并对材料的常温和高温力学性能进行了测试。本文中Al基复合材料的制备采用粉末冶金方法。为了解决低温热处理后，TiB2颗粒在材料的孔洞内堆积的问题，对增强相进行了球磨预处理，获得了TiB2包覆在Ti球表面的结构。通过热挤压和热轧制将烧结态的Al基复合材料制成厚度约0.7mm的Al板。将Al基复合材料板与Ti板交替叠放，通过热压和热轧制获得结合良好的Ti/Al复合板，此时的界面结合机制为机械结合。在低温热处理过程中，Ti/Al界面形成了TiAl3反应层。热处理结束后，Al基本反应完全，而Ti尚有部分剩余。低温热处理后对材料进行的热压有效地弥合了板层间的孔洞，对提高材料性能起着关键作用。通过高温热处理阶段的扩散反应，材料的基体成分转变为Ti3Al和TiAl。片层化热处理使材料中形成了（a2+γ）片层组织，其断裂韧性高，综合力学性能优异。对材料最终状态的组织分析表明，材料的基体由Ti3Al单相和（a2+γ）片层组织构成。单相的Ti3Al含有有序和无序两种结构，其中无序Ti3Al是有序Ti3Al向TiAl发生转化的一种过渡形式。原Ti层心部出现的TiB晶须在低温热处理后的热压过程中形成。TiB2分解后释放的B原子通过扩散与Ti层中的单质Ti结合，析出TiB晶须。材料的力学性能测试表明，室温下材料的硬度约为5GPa，弹性模量约160GPa。在高温拉伸试验中，材料的断裂机制为脆性断裂，断口由Ti3Al晶粒的解理断裂平面和片层结构的断裂组织构成。