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TiAl合金因低密度、高比强度与比模量、良好的抗蠕变性等优异性能,被视为集轻质与高强于一体的理想高温结构材料,在航空及航天领域展现出巨大潜力。在科技日新月异的今天,高温结构件愈发严苛的服役环境对高温结构材料的性能提出了更高的要求,进一步提高TiAl合金的综合力学性能有助于加速其大规模应用的进程。随着TiAl合金研究的逐步深入,较差的抗磨性被视为限制其应用范围的重要原因。有鉴于此,本文以实现TiAl合金的强韧化和高抗磨性为目的,结合渗氮处理与粉末冶金的方法制备了网络结构Ti2AlN增强TiAl复合材料,研究了该复合材料的合成过程、显微组织和力学及摩擦磨损行为,揭示了复合材料的强韧化机制及磨损机制。制备原材料为高纯Ti粉和Al粉,对Ti粉进行渗氮处理获得表面含有“Ti-N化合物”的Ti（N）复合粉体,将其与Al粉均匀混合后通过热压烧结制备出增强相体积分数约为5%、15%和20%的网络分布Ti2AlN/TiAl复合材料。在复合材料的合成过程中,基体由Al与渗氮Ti粉内部的Ti经化合反应形成,随烧结温度由室温升至1300℃,化合反应产物由层状分布的TiAl3、TiAl2、TiAl及Ti3Al相逐步向等轴状γ-TiAl相过渡,当烧结温度继续升至1350℃时,等轴状γ-TiAl基体转变为片层状γ-TiAl/α2-Ti3Al基体;增强相在渗氮Ti粉表层原位合成,主要反应温度区间为1100℃至1300℃,在该温度范围内渗氮Ti粉表层的Ti-N化合物发生相变并以TiN相为主,TiN相与紧邻的基体TiAl相发生化合反应形成Ti2AlN相。表层含有“Ti-N化合物”的渗氮Ti粉保证了原位合成的增强相有序地环绕基体排列,构成网络结构。随着网络结构增强相的体积分数由15%增加到20%,复合材料中由Ti2AlN颗粒组成的非连续网络结构增厚转变为Ti2AlN块体组成的连续网络结构。对制备的5vol.%、15vol.%、20vol.%Ti2AlN/TiAl和TiAl合金进行了700℃至900℃的高温三点弯曲性能测试。结果表明,随着增强相体积分数的升高,复合材料的弯曲强度先增加后减少,塑性变形能力先提高后降低,其中15vol.%Ti2AlN/TiAl展现出最优的高温三点弯曲性能。与TiAl合金相比,在保证一定塑性的前提下15vol.%Ti2AlN/TiAl的高温弯曲性能明显提升,在700℃、800℃和900℃时弯曲强度分别提高了28.0%,35.9%和25.7%。网络分布Ti2AlN的高温强韧化机制主要为细晶强化、载荷传递强化以及裂纹偏转增韧等。对15vol.%Ti2AlN/TiAl和TiAl合金进行了高温压缩性能测试,发现当应变速率为0.01s-1,温度在900℃至1100℃时,复合材料的压缩强度始终高于TiAl合金的压缩强度。为了更全面地掌握网络分布复合材料的性能,对15vol.%Ti2AlN/TiAl的室温力学性能进行了研究。与TiAl合金的室温性能对比表明,复合材料的室温弯曲强度和弹性模量分别提高了10.44%和27.85%,断裂韧性由6.74MPa·m1/2增加至8.21MPa·m1/2。以15vol.%Ti2AlN/TiAl为对象,系统地研究了网络分布复合材料的摩擦磨损性能及磨损机制。结果显示,在室温及高温（600℃-800℃）条件下,复合材料具有比TiAl合金更低的摩擦系数和磨损率。复合材料的磨损过程是表面被犁削与形成氧化物机械混合层之间的竞争。随着环境温度的增加,复合材料磨损表面特征由犁沟为主逐渐转变为机械混合层为主,磨损机制由犁削磨损过渡到粘着磨损。室温条件下,高硬度Ti2AlN以颗粒突起的形式分布于复合材料磨损表面,既有效地承载了配副Si3N4球的犁削作用力又减轻了摩擦副间的接触程度。高温条件下,Ti2AlN的存在促进了机械混合层的形成,有效地改善高温抗磨性。高温磨损环境下,当载荷由2.5N增加至4N,转速由400r·min-1增加至600r·min-1时,复合材料的摩擦系数增加,磨损率降低。载荷与转速的增加均加重粘着磨损的程度。除了研究外部试验条件对复合材料摩擦磨损行为的影响规律,还采用预氧化方法在15vol.%Ti2AlN/TiAl表面制备了预氧化层,研究表面状态的影响规律。当预氧化温度为900℃,预氧化时间为2h、8h时,沿复合材料表面至内部方向上,预氧化层分别为TiO2层/（TiO2+Al2O3）混合层、TiO2层/Al2O3层/(TiO2+Al2O3)混合层。对预氧化复合材料进行室温及600℃的摩擦磨损测试。结果表明,与未预氧化复合材料相比,预氧化复合材料表现出更稳定的摩擦系数和更低的磨损率,尤其在600℃磨损条件下900℃/2h预氧化复合材料和900℃/8h预氧化复合材料的磨损率分别降低了94.9%和95.0%。预氧化复合材料的优异摩擦磨损性能归因于磨损表面形成的机械混合层。两种预氧化复合材料相比,900℃/8h预氧化复合材料具有更良好的耐磨性。复合材料表面的预氧化层为机械混合层的形成提供了充分的物质基础,促进了磨损温度低于600℃条件下机械混合层的形成,极大程度地改善了Ti2AlN/TiAl复合材料的抗磨性能。