纳米碳化钛（Ti C）颗粒具有优异的力学性能,加入金属基体中可以大幅提高复合材料的拉伸强度、硬度和耐磨损性能,在航空航天、电子电力、和机械摩擦领域有广泛的应用前景。液相脉冲放电沉积技术是指在电极和工件之间脉冲放电,产生等离子束通道,将电极材料熔融并与液相介质反应后沉积到工件表面形成改性层的一种表面强化技术。通过选择合适的工具电极材料和液相介质可以在工件表面快速生成金属碳化物增强金属基复合涂层。然而,液相脉冲放电沉积技术存在脉冲放电能量分布不均匀、难以控制等不足,致使生成的涂层时常伴有裂纹、微孔等形成缺陷,极大地限制了液相脉冲放电沉积技术的发展和应用。根据杂质放电理论,在液态的工作介质里加入固体细小颗粒有利于降低工作介质的击穿强度、增大放电间隙、分散脉冲放电的能量。因此,在工作介质里加入合适的固体细小颗粒有望抑制裂纹、微孔等涂层形成缺陷。鉴于石墨烯原子薄的厚度、独特的二维平面结构和良好导热导电性能,本研究以烷基改性石墨烯纳米片和烷烃混合液为工作介质,在半烧结钛工具电极和工件之间施加脉冲放电,在工件表面制备纳米Ti C颗粒增强金属基复合涂层。具体研究内容和结果如下:1、石墨烯纳米片的烷基改性。基于相似相溶的原理,通过十八胺对氧化石墨烯纳米片进行烷基改性。采用红外光谱、XRD、Raman、SEM等手段表征改性后的氧化石墨烯纳米片。结果表明石墨烯烷基改性是通过氧化石墨烯的环氧基团与十八胺分子的胺基团反应而实现的。烷基改性显著提高了石墨烯纳米片在烷烃液中的分散性及分散稳定性。2、纳米Ti C颗粒增强铁基复合涂层的制备及摩擦磨损性能研究。以烷基改性石墨烯纳米片和烷烃混合液为工作介质,在半烧结钛工具电极和H13钢工件之间施加脉冲放电,在H13钢表面制备碳化钛颗粒增强铁基复合涂层。研究工艺参数对复合涂层形貌、显微组织及硬度的影响。研究了优化工艺参数下复合涂层的精细组织及摩擦磨损性能。研究结果表明:（1）相对优化工艺参数为:放电时间=0.5h,峰值电流=10A、脉冲时间=8μs,烷基改性石墨烯纳米片浓度=0.15g/L。（2）涂层厚度均匀且没有明显的裂纹、微孔等形成缺陷,明显优于在纯烷烃液中制备的涂层。涂层质量提高的原因可归结为均匀分散于烷烃液中的石墨烯有利于降低工作介质的击穿强度、增大放电间隙、分散脉冲放电的能量。（3）涂层表层显微硬度达1813HV_0.2,分别是H13钢和纯烷烃介质涂层硬度的5.3倍和1.8倍。（4）涂层显微组织为多粒径碳化钛颗粒分布于马氏体基体的复合组织。特别地碳化钛颗粒呈现层次分布,即表面为纳米碳化钛颗粒且自组装成类柱状形貌,其下方为等轴的粗大碳化钛颗粒。（5）在30N载荷下,涂层平均摩擦因数约为0.2,比H13钢和纯烷烃介质获得的涂层分别降低了69%和52%;涂层的磨损率为0.38×10^-5 mm³ N^-1 m^-1,比H13钢和纯烷烃介质获得的涂层分别减少50倍和23倍;涂层的磨损机制以轻度磨粒磨损为主。3、多尺度Ti C颗粒增强铜基复合涂层的制备及摩擦磨损性能研究。采用液相脉冲放电技术和时效处理两步法制备多尺度Ti C颗粒增强铜基复合涂层。第一步以烷基改性石墨烯纳米片和烷烃混合液为工作介质,在半烧结钛工具电极和铜工件之间施加脉冲放电,在铜表面制备碳化钛颗粒增强铜基复合涂层。第二步通过时效处理把固溶于铜基体的Ti原子和C原子转化为纳米级碳化钛颗粒并弥散分布于铜基体。重点研究了时效工艺对多尺度Ti C颗粒增强铜基复合涂层微观组织、硬度和摩擦磨损性能的影响,研究结果表明:（1）相对优化的时效工艺参数为:时效时间0.5h、时效温度500℃。（2）涂层显微组织为脉冲放电产生的一次Ti C颗粒、时效处理析出的二次Ti C颗粒和少量金属间化合物（α-Cu₄Ti和β-Cu₄Ti）分布于铜基体的复合组织。（3）涂层表面硬度达1384HV_0.2,比未经时效处理的碳化钛颗粒增强铜基复合涂层高出15%,增加的硬度主要来自时效处理析出的二次Ti C颗粒的弥散强化。（4）在20N载荷下涂层的平均摩擦因数约为0.2,磨损率为1.24×10^-5 mm³ N^-1 m^-1,与未经时效处理的碳化钛颗粒增强铜基复合涂层相比,平均摩擦因数减少33%,耐磨性提高了3.7倍。涂层的主要磨损机制为轻微的磨粒磨损和氧化磨损。