过渡金属碳化物或硼化物具有高熔点、高硬度、耐磨性好等特点，通常作为复合材料的增强体。然而，对于这类高熔点陶瓷在非平衡合成过程中的生长机理研究较少。本文以Al-Ti/Zr-C/B4C为研究对象，分析了燃烧合成TiC/ZrC/ZrB2的反应热、动力学，着重研究了燃烧模式以及Al含量对合成组织和生长机制的影响，探讨了ZrC/TiC晶体的生长机理。为了弥补燃烧合成技术难以制备致密结构材料的不足，采用电场激发与压力辅助燃烧合成(Field-activated and pressure assistedcombustion synthesis，FAPACS)技术，实现了TiC/Al复合材料的原位合成与同步致密一体化，并研究了材料的摩擦磨损性能。　　 通过系统研究，本文得出如下主要结论：　　 通过对Al-Zr-C、Al-Ti-C和Al-Zr-B4C体系中各反应的吉布斯自由能计算表明，ZrC、TiC以及(ZrC+ZrB2)分别是各体系中的热力学最稳定相。　　 对Al-Zr-C、Al-Ti-C和Al-Zr-B4C体系的绝热燃烧温度Tad的计算表明，随着Al含量的增加，Tad逐渐降低，当Al含量分别为35.4％、46.4％和41.4％时，体系Tad达到临界值1800K，反应无法自动持续。　　 Al-Zr-C和Al-Ti-C体系在DTA/DSC条件下的反应机制为：首先，Al与Zr/Ti通过固相反应形成ZrAlx/TiAlx(x=1，3)金属间化合物，当温度达到Al的熔点后，Al熔化形成液相促进Zr/Ti原子在熔体中的扩散，并发生固液反应形成大量的ZrAlx/TiAlx，该固液反应放出大量热促使ZrAlx/TiAlx与C的继续反应生成更稳定的ZrC和TiC。Al不仅作为稀释剂，而且参与反应，从而改变了Zr-C体系和Ti-C体系的反应机制。　　 对于Al-Zr/Ti-C体系，在SHS和TE模式下，随着Al含量的增加，合成ZrC/TiC晶粒尺寸明显减小，并且形貌也发生了显著的变化。相比之下，SHS反应更彻底，而TE合成产物ZrC/TiC的晶粒尺寸更细小。　　 对于Al-Zr-B4C体系，燃烧行为分为四个阶段，即预热、固-固反应、固-液反应以及冷却阶段，并且由于B4C与ZrAl3发生反应而出现“后烧”现象。随着Al含量的增加，体系的燃烧温度和燃烧波速度均明显降低，且合成的ZrB2和ZrC晶粒尺寸明显减小，形貌变化显著。相比之下，ZrB2的品粒尺寸大于ZrC品粒。　　 ZrC/TiC晶体生长机制均表现为台阶侧向生长方式，具有小面晶体光滑生长模式。对于六边形的ZrC生长机制为：六边形的ZrC晶核形核并长大单层六边形ZrC薄片，单层的ZrC六方形薄片在{111}面内通过二维形核侧向生长模式沿[110]生长，最后，单层ZrC沿[111]方向以层状生长模式生成一个完整的六方形晶体。合成的八面体TiC则是通过Ti-C6生长基元在{111}面通过二维形核方式不断堆垛而成的。　　 利用Gleeble热模拟实验机对Al含量为30wt％的Al-Ti-C粉末进行电场辅助加压燃烧合成，获得了相对致密度为95％的TiC/Al复合材料，并且TiC颗粒细小，均匀分布于Al基体中。对于合成的TiC/Al复合材料，在载荷和滑动速度一定的条件下，材料的摩擦磨损过程分为四个阶段，即摩擦层形成、TiC颗粒出现断裂或从Al基体中脱落、磨屑以及脱落的TiC颗粒作为磨粒而形成三体磨损和摩擦层疲劳断裂、剥落。复合材料表现出较好的摩擦磨损性能，其磨损机制主要为犁削磨损和疲劳磨损。