随着航空航天等高科技领域的发展,对材料性能的要求也越来越高。近年来,TiAl基叠层复合板材作为一种新型轻质结构材料受到了广泛关注。然而TiAl基叠层复合板材室温韧塑性差及高温强度不足,造成了其承载的局限性,从而制约了它的实际应用。基于多尺度复合构型理念,将Ti-Al-TiC混合粉末和通孔钛合金箔（Ti-6Al-4V）交替叠加,采用放电等离子烧结技术制备了通孔钛合金层/TiAl基叠层复合板材,研究了组成-结构-室温力学性能-裂纹扩展特征和强韧化机理等。研究发现叠层复合板材叠层结构明显,复合层生成了α₂-Ti₃Al/γ-TiAl双相以及呈网状分布的Ti₂AlC相。复合层和增韧层界面结合良好,主要界面产物为Ti₃Al相。七层A型通孔构型TiAl基叠层复合板材,当Ti₂AlC理论生成量为0 wt%时,复合板材的性能最佳,在平行于叠层方向复合板材的弯曲强度和断裂韧性分别为1165.35MPa和34.90 MPa·m^1/2,在垂直于叠层方向复合板材的弯曲强度和断裂韧性分别为722.68 MPa和28.55 MPa·m^1/2。七层B型通孔构型TiAl基叠层复合板材,当Ti₂AlC理论生成量为5 wt%时,复合板材的性能最佳,在平行于叠层方向复合板材的弯曲强度和和断裂韧性分别为1068.65 MPa和35.57 MPa·m^1/2,在垂直于叠层方向复合板材的弯曲强度和断裂韧性分别为690.47 MPa和29.49 MPa·m^1/2。七层AB型通孔构型TiAl基叠层复合板材,当Ti₂AlC理论生成量为10 wt%时,当加载垂直于叠层方向,复合板材的断裂韧性为27.31 MPa·m^1/2,弯曲强度为759.43 MPa;当加载平行于叠层方向,复合板材的断裂韧性为27.69 MPa·m^1/2,弯曲强度为872.88 MPa,实现了近各向同性。Ti₂AlC增强相不仅能够有效抑制γ-TiAl/α₂-Ti₃Al的长大,细化了晶粒,还能减弱裂纹扩展的驱动力,使得裂纹扩展阻力变大。通孔叠层构型,实现了层与层之间有效的连接,而且叠层具有几何约束和能量耗散作用,大大改善了复合板材的性能。总之,通孔叠层复合结构设计,有效实现了强韧化效果。