钛基复合材料由于其高比强度、高硬度和良好的生物相容性而在航空航天、医疗器械等领域有着广泛的应用。采用原位自生技术制备的颗粒增强钛基复合材料界面状态结合良好,目前常用的制备钛基复合材料的熔铸法易造成组织粗大,高温自蔓延合成法制备的复合材料致密度不高,而放电等离子烧结（Spark plasma sintering,SPS）作为一种新颖的粉末烧结方式,升温速度快,烧结时间短,可以短时间升至原位反应所需温度,且可抑制原位合成的颗粒尺寸及基体合金晶粒尺寸长大,制得的复合材料致密度高,有着好的综合性能,因此采用SPS结合原位自生技术可为高性能颗粒增强钛基复合材料的制备提供一种新的思路,而目前对SPS原位制备TiB/Ti-6Al-4V复合材料组织和性能研究尚不多见。本文将微米级Ti-6Al-4V粉末与纳米级TiB₂粉末球磨混合,利用SPS烧结工艺原位制备TiB/Ti-6Al-4V复合材料。研究TiB₂添加量对其微观组织及综合力学性能的影响;对TiB/Ti-6Al-4V复合材料进行热处理,观察复合材料在不同淬火温度和时效温度组织和力学性能的变化规律;探讨了TiB/Ti-6Al-4V复合材料摩擦磨损性能和磨损机制。得到了如下的研究结果:研究了TiB₂添加量对TiB颗粒增强Ti-6Al-4V复合材料组织和性能的影响。结果表明,未添加TiB₂时,Ti-6Al-4V粉末烧结组织为魏氏组织;添加TiB₂时,基体组织为近似等轴状组织,TiB₂与基体Ti反应形成棒状和晶须状TiB增强相,TiB沿原Ti-6Al-4V颗粒边界呈网状分布。随着TiB₂添加量的增加,复合材料强度逐渐升高,工程应变先增加后减少。当TiB₂添加量3wt%时,复合材料有着良好的综合性能,屈服强度和抗压强度分别为1259MPa和1785MPa,较基体合金分别提高43.1%和25.9%,同时工程应变为24.5%,相较基体合金的26.5%只有轻微的下降。随着TiB₂添加量增加,复合材料磨损失重逐渐减少。研究不同淬火温度和时效温度下TiB/Ti-6Al-4V微观组织和力学性能的变化规律。结果表明,淬火温度从900℃升高到1050℃,复合材料基体组织中马氏体含量增加,复合材料硬度升高;强度先升高后降低;工程应变则一直降低。时效过程中马氏体转变为弥散分布α相与β相,随着时效温度从500℃升高至650℃,复合材料强度一直下降;工程应变先增加后减少。当时效温度为500℃,复合材料屈服强度为1465MPa,较烧结态复合材料提高了16.4%,工程应变为21.8%。对TiB/Ti-6Al-4V复合材料在不同载荷下的摩擦磨损性能进行相关研究。结果表明,复合材料磨损失重随着载荷增加而逐渐减少,当载荷为40N时,热处理态复合材料磨损失重为2.5mg,较烧结态复合材料降低了45.7%。复合材料的磨损机制主要为磨粒磨损和氧化磨损,并伴随有少部分粘着磨损。