非连续增强钛基复合材料（DRTMCs）在航空航天、武器装备、生物医学等领域具有广阔的应用前景。均匀分布的增强相虽能给基体合金带来一定的增强效果,但是会导致复合材料的塑性降低较大,甚至表现出严重的室温脆性。本论文选用具有高硬度、高强度、耐磨性好及无细胞毒性等优点的纳米金刚石（NDs）作为增强相,通过对钛粉表面修饰聚乙烯醇（PVA）,利用交联反应使NDs均匀分布在球形钛粉末表面,然后采用放电等离子烧结技术成功制备了网状结构分布的纳米金刚石增强钛基复合材料。利用XRD、金相显微镜、电子显微镜、显微硬度计、万能试验机、激光导热仪等测试手段,系统研究了不同的NDs添加量（0.05².0 wt.%）、不同网状尺寸（15-53μm,45-105μm,106-180μm和150-250μm）网状结构NDs/Ti复合材料的微观组织结构和力学与热学等性能。采用SPS可以一次性完成混合粉末中PVA的去除、烧结致密成型,制备出致密度99%以上的网状结构NDs/Ti复合材料,部分NDs与Ti在烧结过程中原位反应生成了纳米、亚微米尺寸的TiC晶粒,并有少量NDs残留下来,增强相在Ti基体中呈网状分布。随着NDs添加量的增加,或网状尺寸的增加（NDs添加量一定时）,局部增强相（网状边界处）含量增加,增强相颗粒之间逐渐连通,由沿网状离散分布到形成封闭的墙状结构,半封闭、准连续分布是复合材料中增强相的最佳分布状态。硬度与压缩、拉伸实验表明,随着NDs添加量的增加,网状结构NDs/Ti复合材料的平均显微硬度显著提升,同纯钛相比最大提高了42%;压缩屈服强度由纯钛的346 MPa到1.5 wt.%NDs/Ti的519 MPa,提高了50%;所有样品在压缩断裂时都保持较大的应变,即使是NDs的添加量为1.5 wt.%（ε,57.8%）;就拉伸结果而言,样品0.25wt.%NDs/Ti具有优异的综合力学性能,抗拉强度提升39%,同时保持较高的延伸率（13.4%）。在增强相含量一定的情况下,网状尺寸的大小对复合材料的平均显微硬度、屈服强度、抗拉强度的影响不明显,但对复合材料的塑性影响较大,延伸率从样品15-53μm的33.2%降到样品150-250μm的8.4%,降低了74.7%。摩擦磨损实验表明,网状结构NDs/Ti复合材料的摩擦系数随着NDs的添加量的增加而降低,最大降低了23.4%,由纯钛的0.654降低到1.5 wt.%NDs/Ti的0.501;当NDs添加量一定时（0.25 wt.%）,小的网状尺寸范围,有利于复合材料耐磨性的提高,同纯钛相比,样品15-53μm的摩擦系数降低了23%。对复合材料样品磨损表面分析表明,在干磨过程中,复合材料的室温磨损机制主要是磨粒磨损,并伴有剥层磨损、氧化磨损。热学性能测试结果表明,网状结构NDs/Ti复合材料的导热系数,随着NDs添加量的增加,呈下降趋势,室温下与纯钛相比最大降低了16.4%;随着网状尺寸范围的减小而降低,从样品150-250μm的20.56W·m^-1·K^-1降到了样品15-53μm的18.15 W·m^-1·K^-1,降低了11.7%。而NDs/Ti复合材料在RT-250℃范围的热膨胀系数随NDs含量的增加,大致呈现下降趋势;随着网状尺寸的变大出现先增后降的趋势。强韧化机理研究表明,材料断裂时主要是沿网状结构界面处断裂,沿网状结构分布的增强相,有很好的承载能力,起到“加固梁”的作用,是复合材料强度硬度提升的主要原因;而网络内部基体仍然保持纯钛的低硬度和高塑性,有较好的应变承受能力,能阻碍裂纹扩展,从而使得复合材料整体的塑性降低少,有效调和了钛基复合材料的强度和塑性的矛盾。