三元层状化合物Ti2AlC具有金属和陶瓷的优良性能，例如，低密度，高熔点，高的杨氏模，良好的导电导热性能，易机械加工，良好的抗热震性能和抗氧化性能。这些独特的性能使得Ti2AlC成为潜在的高温结构材料，可应用于高温元件，合金表面的保护涂层，电触头等。然而，与传统的二元碳化物陶瓷相比较，Ti2AlC的低硬度和低强度限制了其在结构元件领域的广泛应用。本研究采用固溶强化和第二相强化相结合的方法来提高Ti2AlC的力学性能。本文以Ti-Al-TiC, Ti-Al-TiC-Mo和Ti-Al-TiC-MoO3为反应体系，采用原位热压反应，在1350℃，制备了Ti2AlC，(Ti1-x, Mox)2Al固溶体材料和(Ti, Mo)2AlC/Al2O3复合材料。通过X-射线衍射分析（XRD）、扫描电镜显微镜分析（SEM）、能谱分析（EDS）和热重分析(TG)等测试研究了不同体系的反应过程，及不同添加物对合成试样的微观结构、晶粒尺寸和力学性能的影响。同时研究了在900-1400℃氧化温度范围内，(Ti1-x, Mox)2Al固溶体表面氧化层的微观结构。(Ti1-x, Mox)2Al固溶体的X-射线衍射分析结果表明：不同Mo含量的(Ti1-x, Mox)2Al固溶体试样的物相组成为Ti2AlC和含Mo相。固溶体的反应过程为：Ti和Al反应生成Ti-Al金属间化合物，Al和Mo反应生成Mo-Al金属间化合物，之后Ti-Al和Mo-Al金属间化合物同TiC反应生成(Ti1-x, Mox)2Al固溶体。单相Ti2AlC和(Ti1-x,Mox)2Al固溶体的晶粒尺寸相似，这表明固溶强化对Ti2AlC晶粒大小的影响很小。随着Mo含量的增加，(Ti1-x, Mox)2Al固溶体的晶胞参数c急剧降低，晶胞参数a基本保持不变。(Ti0.80, Mo0.20)2Al固溶体的维氏硬度，弯曲强度和断裂韧性分别为5.48GPa，363.60MPa和5.78MPa·m1/2，与单相Ti2AlC相比较，其分别提高了44%，34%和136%。(Ti, Mo)2AlC/Al2O3复合材料的研究结果表明，合成的(Ti,Mo)2AlC/Al2O3复合材料的反应过程为：Ti和Al反应生成Ti-Al金属间化合物，Al和MoO3发生铝热反应生成Al2O3和Mo。之后金属间化合物与剩余的Ti和Al反应生成TiAl过渡相，最后TiAl和TiC、Mo反应生成(Ti, Mo)2AlC/Al2O3复合材料。原位生成的Al2O3使基体尺寸呈亚微米级，且基体分布均匀。基体尺寸随Al2O3含量的增加而减小。与单相Ti2AlC相比较，添加MoO3含量为13.81wt%试样的硬度，弯曲强度和断裂韧性分别提高了25%，69%和146%。在900-1300℃氧化温度范围内，(Ti1-x, Mox)2Al固溶体表面氧化层的微观结构表明，Al原子向外扩散形成内层α-Al2O3保护层，Ti原子向外扩散形成外层TiO2（金红石）。在1300℃，TiO2晶粒开始溶解，表面出现面缺陷。氧化温度升高到1400℃时，氧化层外层为混合的TiO2和Al2TiO5，内层为α-Al2O3。同时氧化层出现空腔和裂纹，这是由氧化层各物相间的体积变化和热膨胀系数不同引起的。少量的Mo扩散到氧化层中，但没有形成氧化物。在1400℃，氧化层疏松，空腔和裂纹为氧快速地进入基体提供了通道，导致氧化加剧。