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在分析了制约颗粒增强Cu基复合材料延展性相关问题的基础上,本文系统研究了以Ti2AlC陶瓷作为先驱体材料原位制备非化学计量比的TiC0.5颗粒增强Cu基复合材料的相关技术和科学问题。首先通过差热分析(DSC)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等手段分析了Ti2AlC与Cu的反应机理,阐明了TiC0.5的形成机制以及影响TiC0.5颗粒形态、大小和分布的主要因素；进一步通过Ti2AlC的相变过程及其产物TiC0.5对Cu基体组织的影响,探索了TiC0.5/Cu-Al复合材料的最佳制备工艺；对所制备材料的物相组成、化学成分、增强相结构、基体结构以及界面结构进行了分析；对所制备材料的密度、维氏硬度、压缩特性、拉伸特性及延展性进行了测试与分析;揭示了TiC0.5/Cu-Al复合材料的晶粒细化机制与强化机制；最后探索了TiC0.5/Cu-Al复合材料的热加工性及其对材料特性的影响。研究结果表明：(1)以Cu单质粉和Ti2AlC粉为原料,通过简单的烧结工艺,制备了一种超细晶(亚微米级和纳米级)TiC0.5颗粒原位增强超细晶(亚微米级)Cu-Al基体复合材料。(2)在低于Cu的熔点下(至少在900℃),Ti2AlC与Cu便可发生反应。反应过程表现为Ti2AlC中的Al向外扩散进入Cu基体,同时也有少量的Cu原子沿着Al原子的扩散路径向Ti2AlC颗粒内部扩散；随着温度的升高,这一扩散过程加剧,在原来的Ti2AlC颗粒内部开始生成TiC0.5微晶；温度进一步升高接近至Cu的熔点时,TiC0.5晶粒发育长大,扩散过程也基本结束。(3)以Ti2AlC和Cu为原料制备的TiC0.5/Cu-Al复合材料,微米尺度的Ti2AlC颗粒分解为亚微米级和纳米级的TiC0.5颗粒。随着Ti2AlC体积分数的增加,所生成的TiC0.5分布更加均匀,但同时颗粒尺度也变大；纳米级的TiCo.5颗粒起到异质形核作用,有效的细化了基体晶粒；TiCo.5与Cu-Al基体的结合状态良好；界面厚度约1nm；在制备TiC0.5/Cu-Al复合材料时,起始原料中Ti2AlC的体积分数应小于52.92%,否则会有Al4Cu9金属间化合相生成。(4)通过减小起始Ti2AlC颗粒的尺度,能够有效的控制生成的TiCo.5颗粒的尺度。当Ti2AlC的尺度为亚微米级时,反应生成的TiCo.5颗粒基本上都能达到纳米尺度。(5)所制备的TiC0.5/Cu-Al复合材料具有较高的强度和延展性,20Ti2AlC/Cu的抗拉强度达到498MPa,延伸率依然有10.5%；40Ti2AlC/Cu的压缩强度达到1126MPa,断裂应变依然有12.8%。而20Ti2AlC/Cu和3OTi2AlC/Cu试样在经历26.7%的压缩应变后依然保持完好。TiC0.5/Cu-Al复合材料之所以有较高的力学特性,是细晶强化、固溶强化、弥散强化和承载强化四种强化机制共同作用的结果,其中细晶强化贡献最大。(6)低陶瓷含量的TiC0.5/Cu-Al复合材料具有良好的热加工特性。(7)低陶瓷含量的TiC0.5/Cu-Al复合材料电阻率的增加主要是由于基体中的固溶Al原子引起；高陶瓷含量的TiC0.5/Cu-Al复合材料电阻率的增加,是固溶Al原子和TiC0.5颗粒共同作用的结果。本文的主要创新成果：(1)利用TiC0.5与Cu的润湿角为0的特殊润湿性,解决了增强陶瓷颗粒与Cu基体之间的牢固界面结合问题。(2)以较大的Ti2AlC颗粒为先驱体,利用其与Cu的高温反应,原位获得超细TiC0.5增强颗粒；以此解决直接合成添加TiC0.5颗粒所存在的C摩尔量难以控制、颗粒表面活性低、颗粒容易团聚等问题。(3)利用Ti2AlC相变过程中逸出的Al原子与Cu的合金化作用和原位生成的TiC0.5颗粒对Cu-Al基体相结晶过程的影响,获得了超细组织结构的Cu-Al基体。