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本文通过放电等离子烧结技术制备了原位自生TiB增强Ti基复合材料，分析了放电等离子烧结制备TiB/Ti复合材料的烧结致密化过程，系统研究了放电等离子烧结工艺对TiB/Ti复合材料致密化、显微组织结构和力学性能的影响规律，建立了TiB晶体结构模型，并分析了TiB层错的形成机制。依据TiB/Ti复合材料的SPS烧结过程的收缩特征及微观组织演化规律，可将其划分为以下四个典型的烧结阶段，即：颗粒的活化和重排阶段、Ti颗粒的软化和变形阶段、原位反应进行阶段、快速塑性变形致密化阶段。只有这四个烧结阶段依次并充分进行，才能制备得到高质量的烧结体。TiB/Ti复合材料的SPS烧结过程主要依靠烧结颈的形成和长大机制来进行。烧结初期在放电效应的作用下，产生的局部高温使Ti颗粒表面熔化、蒸发，并凝聚沉积形成小丘状突起；这些小丘状突起相互连接形成烧结颈；而后烧结颈大量形成，复合材料在压力作用下进行了快速致密化，获得了较高的致密度。TEM和HREM观察得到，放电等离子烧结制备的TiB为B27结构，主要呈晶须状，晶须的横截面为(010)面，侧边由(100)、(101)和(101)面构成六边形，其内部可以看到大量平行于(100)面的层错。TiB的典型形貌有晶须、晶须形成的团簇、晶须束以及空心管状结构。通过HREM可以确定TiB与-Ti基体的取向关系为：(001)TiB∥(0001)-Ti，(100)TiB∥(010)-Ti，[010]∥[2110]-Ti由于反应过程是在Ti的-β相转变点以上进行的，通过Ti的相转变关系确定TiB与β-Ti的取向关系为：(001)TiB∥(110)β-Ti，[010]TiB∥[111]β-Ti根据HREM观察以及对TiB晶体结构模型的分析，确定了TiB晶体中层错的形成机制：TiB晶体的层错面为(100)面，沿(001)方向贯穿整个晶粒，其中Ti原子与原位置偏离了±0.508c的距离。层错是TiB在生长过程中出于降低错配度的需要而产生的，由于TiB的多个台阶共同生长的特性，相邻台阶的接触面会由于层错密度差异形成位错。TiB/Ti复合材料的抗拉强度随TiB含量的提高呈现先增大然后减小的变化趋势；在烧结温度为950℃时制得的3vol.%TiB/Ti复合材料的抗拉强度最高，为1022MPa；而弹性模量随着TiB/Ti复合材料中TiB含量的提高而升高，延伸率则随着烧结温度和TiB含量的提高而降低。TiB/Ti复合材料的压缩屈服强度和抗压强度都随着TiB含量的提高而增大，而塑性随TiB含量的提高而降低；TiB/Ti复合材料表现出明显的拉压不对称性。在高应变率加载条件下，TiB/Ti复合材料的强度随着TiB含量的提高而增大，而塑性则出现先增大后减小的变化趋势，其中3%TiB/Ti复合材料的强韧性配合最佳；应变率对TiB/Ti复合材料的流变应力的影响较大，而且TiB/Ti复合材料的应变率敏感性受到TiB晶须的长径比和TiB的含量这两个相反因素的共同作用。总体上，TiB/Ti复合材料的应变率敏感性随着TiB含量的提高而降低。