碳化硼陶瓷因其低密度、高熔点、超硬度、高中子吸收性以及好的热电性能等特点而被普遍应用于防护装甲、工程结构件、耐磨部件、核工业和电力等领域。但是,碳化硼中共价键含量高达93.94%,这使B₄C陶瓷具有烧结难度大、断裂韧性低的缺点。这两点加大了制备高致密度,高性能的碳化硼陶瓷的难度,严重限制了碳化硼陶瓷在工程领域以及军工领域的广泛应用。为了优化B₄C陶瓷的烧结工艺,改善其综合力学性能,采用向碳化硼基体中引入金属Ti粉的方法来热压烧结制备TiB₂-B₄C复相陶瓷,并对其进行相对密度、物相分析、显微形貌、洛氏硬度、抗弯强度和断裂韧性等一系列研究。首先,设计两种反应体系——B₄C-Ti-Al-B₂O₃-C体系和B₄C-Ti体系,分别进行热力学分析,从理论上研究了体系内部各反应发生的难易程度,以及在平衡状态下体系中可能存在的物相等。其次,以B₄C、Ti、Al、B₂O₃和C粉体为原料,设计三种配比——TiB₂-B₄C烧结体中TiB₂含量分别占10.5wt.%、17.5wt.%和24.5wt.%,然后选用热压烧结工艺,分别在1800℃、1850℃和1900℃下进行烧结,研究烧结温度及原料配比对TiB₂-B₄C复相陶瓷力学性能的影响。当其他参数不变,烧结温度为1900℃时,三种试样的各项性能均取得最佳值;其中TiB₂含量为17.5wt.%的试样的综合性能最好,相对密度高达99.6%;洛氏硬度为93.5 HRA;抗弯强度为419 MPa;断裂韧性为5.675 MPa·m^1/2,相比纯B₄C陶瓷提高了158%。最后,以B₄C和Ti粉体为原料,设计五种配比——Ti含量分别占10wt.%、20wt.%、30wt.%、40wt.%和50wt.%。首先,分别在1750℃、1800℃、1850℃和1900℃四个烧结温度下对Ti含量为40wt.%的粉体进行热压烧结,并进行测试分析。在1900℃的烧结温度下制备的TiB₂-B₄C复相陶瓷的力学性能达到最佳;然后以1900℃为烧结温度,对五个配比的试样进行热压烧结及后续测试;最后得出,当Ti含量为40wt.%时,烧结体的各项性能取得最大值,其中相对密度为97.18%;洛氏硬度为89.43 HRA;抗弯强度为552.132 MPa;断裂韧性为5.6012 MPa·m^1/2,相比纯B₄C陶瓷提高了155%。