三元层状材料Ti₃AlC₂兼具陶瓷与金属的优良性能,包括高弹性模量、耐高温、耐腐蚀、抗氧化、导电、导热、可加工、高强度等,因此具有广阔的应用前景。但是,目前适合实验室使用、制备Ti₃AlC₂块体的粉末冶金技术主要有HP、HIP、SHS或SPS等,这些方法都需要在高温下加压烧结,对设备要求严苛、能耗高,且难以制备形状复杂或大型工件。故而,开发Ti₃AlC₂低压成型技术、优化无压烧结工艺是加速其市场应用的关键。本论文系统地研究了Ti₃AlC₂注浆成型和注射成型工艺,并通过优化无压烧结参数,最终得到综合性能优良的Ti₃AlC₂成品。首先,进行Ti₃AlC₂粉体制备以及Ti₃AlC₂注浆成型的研究,结果发现:以原子比TiC:Ti:Al=1.8:1:1、1450℃烧结2h制得Ti₃AlC₂粉体,纯度达到99.7 wt%;以阿拉伯树脂作为分散剂制备的Ti₃AlC₂浆料混合均匀、稳定分散、粘度适中;通过研究分散剂添加量和溶剂pH值对浆料的影响,发现添加1wt%阿拉伯树脂、在pH=10时为最佳浆料配比参数,其Zeta电位绝对值为57.7 mV,粘度为6 mPa·s;该条件下注浆成型的Ti₃AlC₂素坯完整度最佳。其次,对上述优化制备的Ti₃AlC₂素坯进行无压烧结实验,研究了烧结温度和Al₄C₃埋粉对Ti₃AlC₂成品组织与性能的影响,结果表明:Al₄C₃埋粉可以提供富Al环境,从而避免注浆成型Ti₃AlC₂素坯在烧结过程中分解,这有利于提高烧结成品的致密度;有Al₄C₃埋粉、在1450℃烧结1.5h的注浆成型Ti₃AlC₂试样具有最佳综合性能,其相对密度为95.3%,维氏硬度为4.18 GPa,抗压强度为796 MPa,热导率为29.11 W·m^-1·K^-1,电阻率为0.39μΩ·m^-1。再次,进行了注射成型工艺和烧结参数对Ti₃AlC₂性能影响的研究,主要结论包括:以硬脂酸（SA）作为表面活性剂对Ti₃AlC₂进行表面改性,有利于提高石蜡（PW）与Ti₃AlC₂的润湿性,并以质量比Ti₃AlC₂:PW:SA:PP=90:8:2.5:2制得Ti₃AlC₂喂料;通过研究注射温度、注射压力对Ti₃AlC₂素坯完整度的影响,发现最佳条件为70℃、25MPa;制备的Ti₃AlC₂素坯脱脂后,在1450℃下烧结1.5h具有最佳的综合性能,其相对密度为96.3%,维氏硬度为4.03 GPa,抗压强度为852 MPa,热导率为30.66W·m^-1·K^-1,电阻率为0.39μΩ·m^-1。最后,注浆成型和注射成型结合无压烧结制备的Ti₃AlC₂块体,相较于其他高温加压制备的样品,具有更高的纯度、稍低的相对密度以及较为接近的综合性能,这表明注浆成型和注射成型可为批量生产Ti₃AlC₂产品提供解决方案。