Li2TiO3陶瓷小球具有化学稳定性佳,机械强度高,释氚能力强等优点,被认为是未来聚变堆中固态氚增殖包层的理想氚增殖材料之一。目前,国际热核聚变实验堆（ITER）项目中,Li2TiO3被各国广泛选用作为测试包层模块（TBM）的氚增殖材料,具有十分重要的研究意义。为了探究适合作为聚变堆固态包层增殖剂的Li2TiO3陶瓷小球制备方法,本文详细研究了Li2TiO3粉末的溶胶-凝胶法制备方案,Li2TiO3小球的聚合物辅助沉降法制备方案以及原料中锂源和钛源的摩尔比对产物性能的影响。首先选用溶胶-凝胶法,以不同的原料锂钛摩尔比和烧结过程制备出多组xLi2O·yTiO2相粉末。使用溶胶-凝胶法可以制备出粒径均匀且大小在纳米尺度的粉体,对制备出的粉体进行多种表征工作,以此探究不同烧结过程和原料锂钛比对产物的物相和锂流失率等指标的影响。结果发现以5%过量锂源制备的Li2TiO3粉末具有最高的纯相度,同时烧结温度为1273K,烧结时间超过2h时可以得到高度结晶的Li2TiO3粉末。过低或过高的烧结温度会导致产物中杂项增多或产物达到熔点影响结晶度。采用一种改进后的湿法聚合物辅助沉降法制备出可作为固态包层氚增殖剂的Li2TiO3陶瓷小球,使用的原料为之前制备的不同锂钛比的xLi2O·yTiO2相粉末。研究发现使用5%过量锂源制备的陶瓷小球Li2TiO3相纯度最高,Li2TiO3陶瓷小球的最佳烧结温度应在1208K到1562K之间,在这个烧结温度区间下既可以消除小球内部的孔隙,又能避免成分损失和结晶转变现象的发生。根据力学测试,当烧结温度为1473K时小球受压后发生完全的脆性形变。而随着烧结时间的延长,模量和破碎载荷不断增加。在1473K下烧结10h的样品表现出了最佳的力学性能,最高破碎载荷达到了18N。过高的烧结温度和过长的烧结时间都会导致锂的流失,产物不断缩合产生Li2Ti3O7杂质,甚至当烧结时间超过24h后杂质会代替Li2TiO3成为产物的主相。在1473K下烧结10h的样品在保持优越的力学性能的同时,也具有最低的锂损失率（大约5%）。实验结果表明,Li2TiO3陶瓷小球最佳的烧结条件为1473K烧结10h,在该烧结条件下制备得到的陶瓷小球平均直径为1.2mm,球形度约为1.05。