Mo₂FeB₂金属陶瓷具有优异的力学性能、耐磨损、耐腐蚀和耐高温,能够满足机械部件在高温、腐蚀等苛刻工况条件下的应用。本文采用原位反应硼化烧结法制备了Mo₂FeB₂金属陶瓷,研究了合金元素（Mn、Cr、Ni、Mo）对金属陶瓷显微组织、力学性能和摩擦学性能的影响。讨论了Mo₂FeB₂金属陶瓷的增韧机理,揭示了金属陶瓷的耐磨性与其力学性能和显微组织的相关性,探讨了高温摩擦条件下合金元素对金属陶瓷氧化釉质层及转移膜的影响。主要研究结果如下:1.在Mn含量0wt.%¹0wt.%范围内,随着Mn的增加,硬质相颗粒均匀地分布于粘结相中,硬质相颗粒也得到了明显的细化。固溶强化和颗粒细化共同提高了Mo₂FeB₂金属陶瓷的抗弯强度。Mn含量为5wt.%时,金属陶瓷具有较好的断裂韧性和抗弯强度。Cr固溶于硬质相中,硬质相颗粒由长条状变为方块状,这有利于金属陶瓷的致密化和抗弯强度的提高。Ni会使硬质相颗粒出现不均匀分布,降低其抗弯强度。Mo含量提高后,硬质相颗粒出现了明显的团聚,脆性碳化物的形成提高了Mo₂FeB₂金属陶瓷的硬度,但降低了抗弯强度和断裂韧性。2.硬质相颗粒的剥落和粘结相的塑性变形是Mo₂FeB₂金属陶瓷断口形貌的主要特征,表明了金属陶瓷的断裂机理主要为沿晶断裂,当应力集中足够大时,局部会发生穿晶断裂。对金属陶瓷的裂纹扩展形貌研究发现,Mo₂FeB₂金属陶瓷的增韧机理主要为合金元素固溶强化、裂纹偏转和硬质相颗粒拔出。3.在室温时,金属陶瓷的耐磨性主要由其断裂韧性和硬度决定。Mn含量不同时,Mo₂FeB₂金属陶瓷的磨损机理主要为磨粒磨损,同时有少量的粘着磨损和氧化磨损。随着合金化程度的提高,摩擦表面形成的氧化物具有一定的润滑作用,降低了金属陶瓷的摩擦系数和磨损率。4.在室温至800℃范围内,Mo₂FeB₂金属陶瓷具有优异的耐磨性能。不同Mn含量的Mo₂FeB₂金属陶瓷在600℃时,耐磨性最好。Cr可以提高Mo₂FeB₂金属陶瓷的抗氧化性,使其在800℃时仍具有较低的磨损率。当温度超过400℃时,摩擦表面会加速氧化,Mo₂FeB₂金属陶瓷的磨损机理主要由氧化磨损控制。氧化釉质层和转移膜的形成是金属陶瓷在高温条件下具有较低的摩擦系数和优异的耐磨性的重要原因。