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W以及W基材料具有高熔点、高热导率、低溅射产额和高自溅射阀值、以及低蒸气压和低的氚滞留性能，成为核聚变反应堆最具有前途的面对等离子体第一壁材料。然而，目前所研究制备的W基材料并不能完全满足聚变装置要求，需要进一步提高其性能。本论文开展了以下研究工作：采用高能球磨结合热压烧结的方法制备了具有超细晶结构的W-10％（质量分数，下同）TiC复合材料，研究了高能球磨的过程参数、烧结工艺对复合材料性能的影响，并对球磨后粉体的烧结致密化机理进行了讨论；采用球磨结合热压烧结的方法制备了纳米TiC颗粒弥散强化超细晶W基复合材料，研究了纳米TiC含量对复合材料性能的影响，并探讨了纳米颗粒的增强机理；分析了W-10％TIC、W-0.5％TiC及W-1％TiC复合材料的热负荷性能。本文主要得到以下结果：（1）球磨参数对所制备的W-10％TiC复合粉体的影响显著，通过实验得出制备W-10％TiC纳米复合粉体的最佳球磨参数：球料比为10：1；液体介质比为2：1；球磨时间为40h和球磨转速为：400r／min；在此参数下所制备粉体的粒径均匀，平均粒径为180nm，颗粒形状近似球形，每个颗粒为多晶结构；通过对球磨时间的研究得到W-10％TiC纳米复合粉体的球磨制备过程可以分为三个阶段；烧结温度、烧结压力、烧结时间均对复合材料的致密度和力学性能有较大影响，对最佳球磨参数下制备的纳米复合粉体而言，较合适的烧结工艺为：1700℃，30MPa压力下烧结60min，在此工艺条件下制备的复合材料为细晶结构，平均晶粒尺寸为0.8μm，其致密度达到98.4％，抗弯强度和断裂韧性分别达到：681MPa、6.24MPa·m1／2；热压以及高能球磨产生的机械活化和少量（Fe，Ni）杂质的活化烧结是复合材料低温烧结达到高致密度的原因。（2）采用球磨结合热压烧结的方法成功制备了具有较高致密度的纳米TiC颗粒弥散增强超细晶W基复合材料；在纳米TiC的含量较小时，纳米颗粒均匀的分布在W基体中，烧结后TiC尺寸约100nm；纳米TiC的加入提高了复合材料的力学性能，其最佳含量为1％，W-1％TiC复合材料的致密度、维氏显微硬度、弹性模量、抗弯强度分别为98.4％、4.33GPa、396GPa、1065MPa；纳米颗粒增强复合材料机理主要是细晶强化和晶界强化。（3）W-10％TiC在热流密度为4MW／m2热负荷试验后，表面烧蚀严重，晶粒长大，呈球状，强度明显下降，而W-0.5％TiC及W-1％TiC在相同的热负荷条件下，表面轻微烧蚀；W-0.5％TiC及W-1％TiC在热流密度为6MW／m2热负荷试验后，W-0.5％TiC较W-1％TiC烧蚀严重，W-0.5％TiC出现大量球状晶粒，而W-1％TiC球状晶粒较少，热负荷后两种材料的抗弯强度皆大幅下降，而硬度变化不大。比较而言，W-1％TiC的热负荷性能较好。