MAX相陶瓷具有优异的物理性能和机械性能,包括良好的导电性和导热性,较低的热膨胀系数,优异的抗损伤性和出色的抗氧化性等,在工业以及航空航天等领域具有广阔的应用前景。Mo₂Ti Al C₂和Mo₂Ti₂Al C₃作为一类新型MAX相,其M层由Mo原子和Ti原子构成,是目前唯一一种Mo层与Al层直接进行键合的MAX相,因此对其性能的研究具有重要意义。然而,之前工作所制备出的312相和413相的致密度仅限于81%和84%,无法满足性能测试的标准。本论文以钼粉、钛粉、铝粉和石墨粉体为原料,探索了312相和413相粉体的合成路径,并分别采用放电等离子烧结（Spark plasma sintering）和热压烧结（Hot pressing）制备出具有高致密度的312相和413相陶瓷块体,系统地研究了其微观结构、热力学性能,物理性能和机械性能。研究结果表明:以钼粉、钛粉、铝粉和石墨粉体为原料,采用Mo:Ti:Al:C=2:1:1.25:2的摩尔比,在1873 K下保温4小时,能够合成出高纯度的Mo₂Ti Al C₂粉体。通过放电等离子烧结炉在40 MPa的压力下于1673 K制备出致密度高达98.3%的Mo₂Ti Al C₂块状样品。在扫描电子显微镜下所观察到312相的晶粒尺寸为长3.5μm,宽1.5μm;典型的层状结构也被发现,这种结构为MAX相提供了出色的性能;在2 K-300 K的温度范围内测得的Mo₂Ti Al C₂的电导率呈现出类似金属的特性,其电导率随温度的升高而降低,从0.95×10⁶Ω^-1·m^-1降至0.77×10⁶Ω^-1·m^-1;此外,在300 K-1273 K的温度范围内测得的热导率从8.0W·（m·K）^-1降至6.4 W·（m·K）^-1;在350 K-1100 K的温度下测得的Mo₂Ti Al C₂的热膨胀系数为9.0×10^-6 K^-1,表现出良好的热稳定性。DSC和TG的结果反映出Mo₂Ti Al C₂的氧化过程起始于1070 K,致密的氧化层在1473 K之前被破坏,其至少可以在大气中承受高达1200 K的高温。层状结构和较小的晶粒尺寸为312相提供了优异的机械性能,例如,维氏硬度值达到了5.2±0.1 GPa,抗弯强度为407.9±29 MPa,抗压强度为1079±17 MPa和断裂韧性为6.5±0.4 MPa·m^1/2。其损伤容限由压痕载荷对抗弯强度的依赖性关系进行评价,当压痕载荷高达300N时,其残余抗弯强度可保持未损坏样品强度的84%,展现了良好的抗损伤性能。高纯的Mo₂Ti₂AlC₃可由钼粉、钛粉、铝粉和石墨粉体以Mo:Ti:Al:C=2:2:1.2:3的摩尔比,于1873 K下保温4小时合成。通过热压烧结在40 MPa的压力下于1673 K保温1小时能够制备出致密度高达99.3%的Mo₂Ti₂Al C₃块状样品,其晶粒长为5μm,宽1.3μm;类似于其他MAX相,通过扫描电子显微镜可观察到Mo₂Ti₂Al C₃的典型层状结构;在300 K-600 K的温度范围内测得的电导率具有金属特性,从0.41×10⁶Ω^-1·m^-1降至0.38×10⁶Ω^-1·m^-1;在300 K-1273 K的温度范围内,热导率从6.82 W/m·K降至6.05 W/m·K;在350 K-1100 K的温度范围内测得的热膨胀系数为11.3×10^-6 K^-1。Mo₂Ti₂Al C₃具有优异的机械性能,其维氏硬度为5.2±0.15 GPa,断裂韧性为8.4±0.4 MPa·m^1/2,抗弯强度为452±17MPa,抗压强度为1145±57 MPa,并与其他MAX相性能进行了比较。