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三元层状MAX相陶瓷兼具了金属和陶瓷的优良特性，在诸多领域有着潜在的应用。本论文以一种典型的MAX相陶瓷——Ti3AlC2陶瓷为对象，系统研究了Ti3AlC2陶瓷及两种相关复合材料的组织结构、力学性能和摩擦学性能，并对其相关的摩擦学机制进行了深入的探讨。本论文取得的主要成果和结论如下: 1.以Ti、Al和石墨粉为原料，通过热压烧结的方法制备了高纯Ti3AlC2陶瓷，其维氏硬度、压缩强度和弯曲强度分别为3.6GPa、610MPa和430MPa。研究表明:从室温到1000℃，Ti3AlC2陶瓷自身的层状结构并不能够依靠层移而提供润滑性能。在大气环境中，Ti3AlC2陶瓷摩擦表面在不同温度下均能形成不同程度的摩擦氧化膜，能够起到一定的抗磨减摩作用;在氩气环境中，Ti3AlC2陶瓷在整个温度变化范围内均表现出非常差的摩擦学特性，其主要磨损机制为二体机械磨损、三体磨粒磨损和黏着磨损。 2.Ti3AlC2陶瓷在模拟海水环境下具有良好的耐腐蚀性能，主要表现为局部点蚀。在模拟海水环境下，当Ti3AlC2陶瓷与AISI316L不锈钢、Si3N4和Al2O3配副时，Ti3AlC2陶瓷表现出较差的摩擦学行为，主要磨损机制为二体机械磨损。当Ti3AlC2陶瓷与SiC配副时，摩擦过程中在Ti3AlC2陶瓷摩擦表面能够形成易剪切的摩擦氧化膜，可以提供优异的润滑性能;随着滑动速率的增加，Ti3AlC2陶瓷的摩擦系数可低至0.05，其主要磨损机制为摩擦化学磨损。基于Ti3AlC2陶瓷良好的耐腐蚀性，Ti3AlC2/SiC摩擦副有望用于海洋摩擦材料领域。 3.采用TiC-Ti-Al体系通过无压烧结方法制备了高纯Ti3AlC2陶瓷粉体，且Ti3AlC2陶瓷颗粒具有自催化活性，可直接通过化学镀法对其实施Cu包覆处理。采用Cu包覆Ti3AlC2陶瓷颗粒作为Al基体增强相时，Cu包覆层能够与Al基体反应生成Al2Cu反应层，能够有效的起到桥连Ti3AlC2颗粒和Al基体的作用。与Al-Ti3AlC2复合材料相比，Al-Cu/Ti3AlC2复合材料的力学性能和摩擦学性能更加优异，这主要归结于Al2Cu桥连层的界面增强作用，能够起到有效的钉扎效应，使力学性能明显改善;同时也能够有效的抑制摩擦过程中的二体机械磨损，减缓黏着效应，明显改善了复合材料的摩擦学性能，其磨损机制主要为疲劳磨损和摩擦氧化磨损。 4.通过热压烧结Ti3AlC2与SnO2的混合粉体可以成功制备Ti3SnC2陶瓷或Ti3AlxSn1-xC2固溶体。在烧结过程中，Al原子能够脱嵌出层状Ti3C2结构与SnO2反应生成Sn和Al2O3，且Sn原子能够取代Al原子嵌入层状Ti3C2结构生成Ti3SnC2或Ti3AlxSn1-xC2固溶体。研究表明:与Ti3AlC2陶瓷相比，通过SnO2掺杂所制备Ti3AlxSn1-xC2/Al2O3复合材料的力学性能和摩擦学性能均有明显的改善;其中，当SnO2的掺杂含量为20wt.％时，产物中Ti3AlxSn1-xC2固溶体和Al2O3能够起到最优的协同增强效应，虽然复合材料的摩擦系数变化不大，但其抗磨损性能明显增强。