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Cf/Al复合材料具有低密度、高比强度和比刚度、潮湿和辐射环境下优异的结构稳定性，已成功应用于卫星波导管和天线支架、飞机蒙皮等部件。TiAl合金是一种轻质高强的材料，具有良好的高温抗氧化和抗蠕变性能。二者作为应用前景广泛的航空航天材料，它们之间的连接有助于制备复合构件，取长补短、拓宽应用范围，因此具有重要的现实意义。由于Cf/Al复合材料与TiAl合金间巨大的物理化学性能差异，以及 Cf/Al 复合材料对温度的敏感性，常规的焊接方法很难获得令人满意的连接效果。本文采用自蔓延高温合成连接的方法对二者进行了连接，利用理论和试验相结合的方法优选中间层放热体系；通过对中间层成分进行优化和设计复合中间层的方式来实现对界面反应和接头组织的控制、提高接头塑性变形能力，从而实现高强度连接。 基于封闭系统的原理，本文对主要的三类放热体系(铝热反应、合金化反应、陶瓷相合成反应)的绝热温度进行了计算。根据自蔓延连接放热中间层的基本原则，以 Al-CuO、Al-Fe2O3、Ni-Al、Ti-Al-B 体系作为代表。通过计算稀释剂种类和含量对各体系的绝热温度的影响，确定四种体系的最佳绝热温度区间分别为Tad=2327 K、Tad=2327 K、1800 K1000 K。对纳米Al粉进行脉冲加热试验，试验样品中发现了 Al2O3空壳结构。这表明在快速升温过程中，Al 颗粒表面的氧化层壳体对液态铝具有暂时包覆作用，延缓了液态 Al 与其它组元的接触。在氧化层壳体破损后，液态铝才与样品中的其它组元接触，使放热体系的引燃方式由慢速升温下的固-固扩散反应方式转变为液-固方式。该引燃方式的转变导致 Ni-Al、Ti-Al-B体系在快速升温状态下的表观激活能明显低于慢速升温。 采用热力学计算和淬熄试验分析 Ti-Al-B 体系的反应机制，本文验证了原位合成TiB2/Al复合材料的可行性。Ti-Al-B体系的放热反应开始于Ti与Al之间的初始反应，形成Ti-Al熔体并溶解B原子，增强了Ti、B原子的活性；Ti、B原子在Ti-Al熔体内结合，析出TiB2，最终形成Al、TiB2混合组织。当理想产物中TiB2体积分数在29.3 %-53.5 %时，Ti-Al-B中间层与母材具有较好的物理化学相容性。在采用 Ti-Al-B中间层对 Cf/Al 复合材料与 TiAl 合金进行自蔓延连接时，母材对中间层的燃烧具有冷却作用，接头中 Ti-Al-B的反应产物为淬熄组织 Ti0.36Al0.64+TiB2+AlB2，且致密度较低，接头界面结构为(TiAl 合金)/TiAl3+Ti/Ti0.36Al0.64+TiB2+AlB2/Ti2Al3+Ti/(Cf/Al复合材料)。 采用Ni-Al中间层对Cf/Al复合材料和TiAl合金进行自蔓延连接，由于Ni-Al反应产物较高的熔点及与碳纤维较差的化学亲和力，接头中出现了大量的气孔和裂纹。在加入强碳化物形成元素 Ti、Zr 后，中间层产物由 NiAl 转变为NiAl+Ni-Al-Ti、NiAl+Ni-Al-Zr共晶产物，增加了反应产物中的液相，提高了接头的致密度。Ti、Zr在碳纤维周围富集，并形成了200-300 nm厚的Ti-C、Zr-C反应层，增强了中间层产物与碳纤维的结合，是提高连接质量提高的关键所在。通过综合考虑焊接缺陷、界面组织结构和力学性能，优化了工艺参数，即4 MPa条件下最优的Zr含量为5 wt.%，对应的接头剪切强度为60 MPa。 为消除孔隙、缓解接头残余应力，本文设计了复合中间层以在接头中引入塑形相、调控接头组织。在Ni-Al-Zr中加入AgCu合金粉末后，接头中并未生成明显的Ag(s,s)塑形相，但导致中间层放热量降低并提高了界面处的冷却速率，不利于接头的致密化。以合金箔片形式组成AgCu/Ni-Al-Zr/AgCu复合中间层可以保证中间层放热量不受影响，接头中生成的Ag(s,s)消除了孔隙，但阻碍了Zr向母材的扩散，不利于碳纤维与中间层产物的结合。加入 TiZrNiCu 组成TiZrNiCu/AgCu/Ni-Al-Zr/AgCu/TiZrNiCu复合中间层可使Ti、Zr在母材界面处富集，并在碳纤维界面处形成400 nm宽的(Ti,Zr)C反应层，提高了碳纤维与中间层产物的化学亲和力。块状 Ag(s,s)弥散分布在焊缝中，与 NiAl、Ni-Al-Zr+Al-Cu-Ti形成软-硬混合组织，提高了焊缝组织的塑性变形能力。此时最优工艺参数为 4 MPa(连接压力)、100 μm(AgCu 厚度)，接头剪切强度达 72 MPa，比单一的Ni-Al-Zr中间层连接的接头剪切强度提高了18.7%。