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TiAl基合金因其轻质、高强、抗蠕变和抗氧化性能突出等优点,引起了国内外学者广泛关注。但是其室温塑性较低、加工性能差,使其难以加工成形,阻碍了其实用化。已有研究表明,引入增强相、获得TiAl基复合材料是改善材料力学性能的有效途径之一。为此,本文采用机械合金化与等离子烧结相结合的方法来制备Ti2AlC/TiAl复合材料,以求达到改善的力学性能。研究结果表明,在机械合金化过程中,随着过程控制剂添加量的增加,Ti、Al粉末颗粒细化速度加快、粉末中Ti、Al含量趋于原始设计的名义成分以及出粉率得到大幅度提高;增大球料比,加大了输入球磨体系中的能量,提高了合金化速度,降低了出粉率,同是增加了粉末受污染的程度;随着球磨时间的延长,Ti、Al粉末发生反应,先后生成了TiAl3、TiAl、Ti3Al金属间化合物相和非晶相,球磨继续进行,非晶相发生晶化转变又重新生成了TiAl3、TiAl、Ti3Al金属间化合物相。综合考虑各影响因素,获得的最佳球磨工艺为:丙酮的添加量是Ti/Al粉末重量的1/10,球料比采用20∶1,球磨时间为50小时。烧结后得到两种块体材料,一种是添加2wt%碳纳米管烧结得到的Ti2AlC/TiAl复合材料,其中Ti2AlC相以三维网状结构形式存在,另一种为不加碳纳米管烧结得到的具有双相结构(α2+γ)的γ-TiAl基合金。烧结温度对所得块体材料致密度有很大影响,随着烧结温度的升高,块体材料的致密度随之增大,当烧结温度为750℃时,块体材料的致密度很差,且存在大量的缺陷。对块体材料的力学性能研究表明,与双相结构γ-TiAl基合金相比,Ti2AlC/TiAl复合材料具有较高的压缩率和硬度,且随着温度的升高,其压缩率不断增大,当烧结条件为1150℃×15min时,压缩率可达19.3%;Ti2AlC/TiAl复合材料的压缩强度随着烧结温度的升高而先增大后减小,当烧结条件为950℃×15min时,其压缩强度为2217MPa,达到最大值,当烧结温度T>1050℃时,所得Ti2AlC/TiAl复合材料出现屈服行为,其屈服强度为1477 MPa;与不添加碳纳米管烧结得到的具有双相结构(α2+γ)的γ-TiAl基合金相比,Ti2AlC/TiAl复合材料的室温压缩强度有所降低。