在高新技术发展日新月异的今天，先进陶瓷材料以其优异的性能引起了越来越多的关注。特别是在核能、航空航天等国防工业领域，由于其苛刻的工作环境，只有少数材料可以承受，因此研发新型的陶瓷材料对于国防安全有重要的意义。目前正在发展的第四代核反应堆对使用的结构材料提出了更高的要求:耐高温、耐腐蚀、高强度和韧性以及良好的导热性。新型的碳化物陶瓷，包括碳化硅钛(Ti3SiC2)、碳化铝钛(Ti3AlC2)两种典型的MAX相材料以及碳化硅(SiC)材料，由于其能够满足上述条件且具有良好的抗辐照性能，而成为第四代核反应堆应用的备选结构材料。而针对反应堆中应用环境的复杂性和陶瓷材料本身脆性大的不足，制备其对应的性能良好的陶瓷基复合材料是拓展其应用范围的有效方法。　　为了研发出适合第四代核反应堆应用的新型碳化物陶瓷及其复合材料，本论文中我们通过无压反应烧结制备了高纯度的Ti3SiC2和Ti3AlC2粉体，基本避免了TiC等杂相的生成，进而热压制备了Ti3SiC2和Ti3AlC2陶瓷块材;采用氢氟酸刻蚀法制备了二维晶体MXene材料Ti3C2纳米片，研究了材料在应用环境下的热稳定性;采用热压烧结法制备了Ti3AlC2/MWCNTs复合材料，大大提高了Ti3AlC2基体的机械性能;采用热压烧结法制备了大尺寸高性能的致密SiC陶瓷，有望应用于高温气冷堆的燃料元件;采用反应热压法制备了SiC/ZrC复合材料，改善了SiC陶瓷材料韧性不足的缺点。采用X射线粉末衍射、热重分析、扫描电镜、透射电镜、机械性能测试等技术，系统研究了材料的制备、显微结构和机械性能的相互关系。取得的主要研究结果如下:　　1、采用无压反应烧结制备了基本不含杂质的高纯Ti3SiC2和Ti3AlC2粉体。通过在TiC、Ti和Si的原料中添加Al为烧结助剂，在TiC、Ti和Al的原料中添加Sn为烧结助剂，分别选择合适的烧结工艺，得到了高纯的Ti3SiC2和Ti3AlC2粉体。经XRD和SEM分析，粉体中不存在TiC杂相，且具有典型的三元层状结构。　　2、通过HF溶液选择性刻蚀所制备的高纯Ti3AlC2粉体，制备了二维晶体MXene材料Ti3C2纳米片。显微结构分析表明，Ti3C2纳米片具有类石墨烯的微观结构，每片包含10多层且单层厚度约为1μm。通过热稳定性实验发现，Ti3C2二维晶体材料在氩气氛围下可以在高达1200℃的环境下保持稳定，且其纳米尺度上的微观缺陷，也在热处理过程中被消除。　　3、采用热压烧结法制备了含不同MWCNTs浓度的Ti3AlC2/MWCNTs复合材料。添加的MWCNTs对Ti3AlC2基体有明显地增强增韧效果，复合材料的最佳维氏硬度、弯曲强度和断裂韧性比不掺杂的Ti3AlC2块材分别提高了119.87％、94.75％和88.57％。　　4、采用热压烧结法，以商业SiC粉体为原料制备了大尺寸高性能的SiC陶瓷。通过球磨来提高粉体质量，以及添加Al作为烧结助剂，成功地提高了大尺寸SiC陶瓷的致密度。其具有良好的机械性能，维氏硬度为22.6土1.1 GPa，弯曲强度为481.1士15.7 MPa，断裂韧性为3.9士0.3 MPa.m1/2。SiC陶瓷同时具有较高的热导率，在25℃时为108.484W/(m·K)。　　5、采用反应热压法在较低的烧结温度(1800℃)制备了SiC/ZrC复合材料。加入的ZrH2通过反应生成了ZrC1-x，提高了SiC的烧结性能。ZrC1-x晶粒均匀分布在SiC基体上，抑制SiC晶粒的异常长大，得到了具有良好晶粒尺寸的SiC/ZrC复合材料，从而增强了材料的韧性，比之单相的SiC陶瓷提高了约1.5倍。