TiB2-TiC复合材料具有高熔点、高硬度、耐热、耐磨等优异性能,在机械、航天等领域具有广泛的应用前景。本文针对TiB2-TiC复合材料烧结难、脆性大、可靠性差等瓶颈问题,通过高能球磨工艺有效提高TiB2-TiC复合粉体的烧结活性,设计改进了低温反应预烧结,高温快速致密化及促进TiB2板状晶原位生长发育的“两步法”真空无压烧结工艺,成功实现TiB2-TiC复合材料强韧化。系统研究了添加剂种类、含量和烧结工艺对复合材料显微组织和力学性能的影响规律,揭示其烧结致密化机制、强韧化机制、TiB2板状晶的生长机制以及TiB2与TiC的相界面结构关系,最终获得力学性能和摩擦磨损性能优异的TiB2-TiC复合材料。高能球磨后得到的TiB2-TiC复合粉体粒径在100 nm左右,高能球磨中引入了B2O3、Zr O2、WC及Co等杂质。热力学计算结果表明复合材料体系中的TiC和高能球磨中引入的WC有利于除去高能球磨过程中引入的氧杂质。相平衡计算结果表明,856℃为除氧反应起始温度,升高温度至1448℃以上时氧杂质快速去除,理论上除氧反应将于1613℃进行完全,与实验中真空度随温度的变化关系曲线结果相符。相比于传统一步法烧结工艺,“先低温后高温”的两步法真空无压烧结工艺有利于材料致密化并得到综合性能优异的TiB2-TiC复合材料。发现低温长时保温促进TiB2-TiC复合材料的自除氧反应充分进行和气孔排除,并抑制晶粒长大;高温烧结阶段则实现最终致密化。计算得到TiB2-TiC复合材料的热压烧结激活能为262 k J/mol,致密化过程中传质以晶界扩散为主导。对比发现无压烧结有利于TiB2板状晶的发育,而热压烧结和SPS烧结则抑制其发育。阐明TiB2-TiC复合材料烧结后期TiB2板状晶形成条件主要为材料体系中的较低的氧含量和液相环境。无压烧结中TiB2板状晶径向和轴向的晶粒生长激活能分别为929 k J/mol和1146 k J/mol。采用低温无压烧结工艺实现TiB2-TiC复合材料的高比例共格相界,其位相关系为TiC[110]∥TiB2[1210],TiC（111）∥TiB2（0001）,其中1500℃/4h烧结的TiB2-TiC复合材料中共格相界比例达27%。随着烧结温度升高,共格相界比例显著降低。TiB2板状晶内部容易析出TiC纳米相,其与母相之间具有同样的位相关系。第一性原理计算结果表明TiB2与TiC两相间界面为TiC中的钛原子层时,计算得到的分离功最大为11.68 J/m~2,此时界面结构最为稳定。采用“先低温后高温”的两步法真空无压烧结工艺更有利于得到综合性能优异的TiB2-TiC复合材料,其中1500℃/4 h+2000℃/1 h两步法无压烧结的TiB2-TiC复合材料具有优异的力学性能,其维氏硬度、弹性模量、抗弯强度及断裂韧性分别为21.8 GPa、562 GPa、746 MPa、7.31 MPa·m1/2,其主要增韧机制为TiB2板状晶的裂纹偏转和桥连。摩擦磨损试验表明,TiB2-TiC复合材料的摩擦系数和体积磨损率随摩擦距离的延长和温度的升高变化较小,而随着载荷的增大而增大。TiB2-TiC复合材料的磨损机理以黏着磨损为主,伴随磨粒磨损与疲劳磨损。