本文主要研究Zr-Al-C热力学与动力学过程。Zr-Al-C体系中有大量性能优异的化合物，这些化合物兼备陶瓷和金属的优异性能，可以作为高温材料而广泛应用。但是这个体系所涉及的二元、三元化合的种类繁多，生成机理复杂。为了进一步了解该体系化合物的合成机理，优化实验方案，本文对Zr-Al-C体系的热化学数据进行了计算和推测，并对动力学过程进行了研究，最后设计实验进行了验证。采用的分析测试仪器包括X-射线衍射仪、扫描电镜、差式扫描热量仪等。本文对Zr-Al-C体系的热化学数据进行深入分析,确定了相应二元化合物的稳定性、生成的先后顺序；利用“三元相图判别式”和吉布斯自由能曲面的空间几何关系，估算了Zr₂Al₃C₅、Zr₃Al₃C₅在1000K、1100K温度下的标准生成自由能的范围；最后确定各个化学反应发生的可能性。热力学计算结果表明：ZrC与Al₄C₃是体系中最稳定的化合物，在所有Zr-Al二元化合物中ZrAl₃优先生成；低温条件下，Zr₃Al₃C₃比Zr₂Al₃C₅标准生成吉布斯自能范围低，但在高温条件下Zr₃Al₃C₃的生成动力不足。本文还通过将Zr、Al、C纯元素粉末在2.2KN条件下冷压为圆片状坯体，坯体以无压烧结方式，采用5K/min、10K/min、15K/min的速度由室温升温至1250℃合成三元化合物，借此验证热力学的计算结果。利用XRD物相测试分析不同特征温度下的相组成，以及不同升温速度对产物物相组成的影响。实验结果表明：较慢的升温速率可以使反应更加充分，快速升温条件不利于Zr-Al-C体系的反应；从室温至1250℃该体系大致经历了这样的过程：首先Al粉与Zr粉之间微弱的固相反应，反应放热引发Al熔化，液态Al与Zr发生剧烈的固液反应优先生成ZrAl₃，之后ZrAl₃向ZrAl₂转化；当Zr-Al化合物与石墨碳接触时即开始形成三元化合物Zr3Al3C5，直到1200℃以上才会出现少量的Zr2Al3C5。最后借助DSC/DTA热分析的实验数据，通过峰值温度计算了反应动力学参数。使用Matlab软件得到反应转化率α与时间t之间的关系，套用12种动力学机理函数模型分析反应的动力学实现过程。分析结果表明：在Zr-Al-C体系的合成过程中有两个最为主要的反应过程：Al熔点附近Zr与Al反应生成Zr-Al二元化合物；1000℃以上Zr-Al二元化合物与C反应生成三元化合物。通过三元体系与二元体系动力学过程对比发现：在Al熔点附近无论是三元反应还是Zr-Al二元合成，都主要由Zr-Al化合物的形核作为主要控速步骤；1000℃左右二元体系发生反应的可能性很小，但是三元体系在该温度范围却有较为缓慢但放热很大的三元化合物生成的反应。在缓慢升温过程中，整个总包反应受到元素扩散机制控制，经历Avrami形核→混合控制过程，在混合控制过程中起主导作用的是扩散，快速升温条件下位置饱和形核为控制反应的关键步骤。