钛合金具有高比强、耐腐蚀、耐高温等优良特性,在航空航天领域受到广泛关注。钛基复合材料赋予了钛合金更高的强度和耐磨性,有望满足更加苛刻的服役环境。然而传统熔铸法与粉末冶金法制备的钛基复合材料中增强相较粗大,在摩擦过程中极易使材料表面发生磨损与擦伤,为此本文利用放电等离子预烧结技术和高能电子束处理技术原位合成出具有网状结构和细小增强相的Ti-Si-C系陶瓷增强钛基复合材料,以期提高Ti6Al4V钛合金的摩擦磨损性能。本课题以Ti6Al4V钛合金粉末为基体、SiC粉末为预添加剂,经过放电等离子预烧结后利用电子束处理技术制备钛基复合材料,通过X射线衍射分析、X射线光电子能谱分析、光学显微镜和扫描电子显微镜观察、显微硬度测试和摩擦磨损性能测试等手段,探究钛基复合材料的物相组成、组织结构、显微硬度和耐磨性能,并分析随电子束束流大小、电子束移动速度和SiC粉末粒径的变化,复合材料组织和性能变化的规律和机理。结果表明,电子束处理过程中Ti与SiC反应原位生成了等轴/枝晶状的TiC、超细针状的Ti₅Si₃和板条状的Ti₃SiC₂三种陶瓷增强相,其中板条状的Ti₃SiC₂相互连接形成了奇特的网状结构,并且束流越大或电子束移动速度越小网状结构越明显,SiC粒径较大时有利于网状结构的生成,而束流过大或电子束移动速度过小则容易产生粗大晶粒,SiC粒径较小时偏向形成均匀分布的棒状结构。通过显微硬度和摩擦磨损性能测试发现随着束流的增大或电子束的减小显微硬度先增大后减小,磨损率先下降后上升,SiC粒径较大时制备的复合材料显微硬度较高且耐磨性较好。因此得到耐磨性最优的SiC粒径为50μm,最优的工艺参数为束流10mA电子束移动速度10mm/s,此时制备的钛基复合材料生成了完整的网格结构、等轴/枝晶状组织和超细针状增强相,与未添加SiC的钛合金相比显微硬度提高了58%,磨损率下降了54%。