近年来,随着航空发动机对高推重比要求的提高,急需发展集轻质、高强韧、耐高温于一体的高温结构材料。Ti/Al3Ti复合层板综合了金属间化合物Al3Ti低密度、高比强度、优异的高温抗氧化性能和韧性金属Ti强大的吸收冲击功能力,从而成为航空航天领域最具有潜力的高温结构材料,因而此类材料的设计、制备、复杂构件成形以及服役性能评价等理论与技术已成为当前的研究热点。目前国内外的研究热点主要集中在材料的制备及其基本力学性能上等,对其制备过程中的相演变机理研究地较少,尤其是关于对Ti/Al复合材料先施加预变形后热压的工作尚未开展。因此,本文利用热压复合法制备Ti/Al及Ti/Al3Ti复合层板,并研究在热压扩散过程中的界面相演变机理,另外讨论预变形对后续热压过程中界面相生成的影响,为实际制备过程提供理论指导。首先,将钛箔和铝箔交替叠加后在不同温度和时间下进行热压处理,研究界面处的相生成机理。试验结果发现,在550℃以下,Ti/Al界面处无任何化合物生成,且界面平直无任何缺陷,当温度高于550℃时,在一定的时间条件下,Al3Ti是Ti元素和Al元素在扩散反应过程中唯一的反应产物,这是由热力学和扩散动力学共同决定的。从Al3Ti长大动力学方程式可知,在热压过程中,Al3Ti层的厚度随温度呈指数形式增加,随时间呈抛物线形式增加,Al3Ti的反应长大主要是受体扩散控制的。其次,对550℃下热压的界面无任何金属间化合物的Ti/Al复合层板实施0%-10%的预变形,之后再进行热压处理观察界面相的生成规律。试验结果显示:预变形不会改变界面处生成的新相种类;随着预变形量的增大,新相的生成速度加快;当预变形超过10%时,界面处会产生分层现象,这些分层区域在后续的热压过程中不会消除,新相层分布不均匀,故对Ti/Al复合层板的预变形应控制在8%以内。最后,研究Ti/Al3Ti的热压制备工艺及其在后续热压成型时界面处的相转变机理。试验结果表明,适当的热压时间可以将Al层完全消耗从而制备出Ti层和Al3Ti层互相交替的Ti/Al3Ti复合层板;增加热压压力可以有效消除Ti原子和Al原子在扩散过程因发生柯肯达尔效应而产生的孔洞;当Al层完全消耗时,Ti/Al3Ti在后续的热压过程中会在界面处同时形成AlTi3、AlTi和Al2Ti层;较薄的新相层对Ti/Al3Ti复合层板的高温性能没有影响,当新相层厚度超过6μm时,其新相层会显著加速裂纹的扩展,从而降低了材料的韧性。