Al-Ti-C系中间合金是一种具有发展潜力和应用前景的铝及铝合金晶粒细化剂，其可适用于大部分铝合金，特别对于含有Zr和Cr的高强铝合金（TiC无毒化效应）、高Si含量的Al-Si合金以及薄板带材铝合金（TiC颗粒细小）的制备十分重要。然而，Al-Ti-C中间合金的制备工艺复杂、成本较高，严重制约了其在工业生产中的广泛应用。从生产工艺的角度，自蔓延高温合成法(SHS)因为具有节省能源、工艺简单、成本较低等优势，被认为是最具应用前景的一种制备中间合金的技术。然而尽管在此领域已经开展了大量的研究工作，Al-Ti-C中间合金的SHS法制备温度仍需1250℃以上。因此，寻找一种简单高效的Al-Ti-C中间合金的制备方法对于铝工业的发展具有重要的意义。　　Al-Ti-C系中间合金的另一个重要研究问题是它的细化机理尚不明确，特别是中间合金中过量的Ti元素对于TiC形核生长及其细化性能的影响机制还没有明确的解释。为了更好的理解Al-Ti-C的细化机理，需要对中间合金的微观组织和细化性能进行深入的研究。　　基于此，本文针对Al-5Ti-0.2C中间合金的制备工艺及其细化机理进行研究，并得到如下结论:　　1)在研究常规SHS法中关键工艺参数（如预制片中Al粉的比例、制备温度及制备时间）对SHS过程的燃烧现象、Al-5Ti-0.2C中间合金微观组织及细化性能影响的基础上，探寻降低Al-5Ti-0.2C中间合金制备温度的新工艺。在常规SHS法中，Al-5Ti-0.2C中间合金中较低的TiC含量和较多比例的Al熔体严重影响了燃烧反应中燃烧热量的利用效率。燃烧反应初期释放的热量大多被Al熔体吸收，由于Al熔体体积分数较大，这些热量并未引起熔体温度的剧烈变化。因此即便预制片中增加Al粉含量有利于提高燃烧反应的程度，但仍很难将制备温度降至1250℃以下。TiC的生长行为受燃烧反应后保温段的扩散过程控制，因此保温时间需30分钟以上才能得到理想的中间合金。这些结果有助于理解常规SHS法中不同参数对燃烧反应热量利用效率的影响。　　2)优化了Al-5Ti-0.2C中间合金的SHS法制备工艺。通过热化学计算，精确地得到了燃烧反应过程中释放热量与熔体温度的变化值，发现铝熔体中TiC含量的增加可以显著提升燃烧反应释放的热量。基于热化学计算结果优化SHS制备法，将制备过程分解成两个步骤，先单独制备Al-10TiC和Al-4.7Ti熔体，后将两者混合制备Al-5Ti-0.2C中间合金。通过对比发现，优化的SHS法使燃烧反应的释放热量提高200％（97 kJ升至318 kJ)。在1050℃制备中间合金时，优化SHS法较常规SHS法的熔体温度升高值提升了225％(ΔT从38℃升至123℃)。此外，由于Al-10TiC熔体中的Al比例减少，Ti和C相互反应的扩散路径缩短，加速了TiC的形核生长。使用优化SHS法，可使Al-5Ti-0.2C中间合金保持高效细化能力的条件下，制备温度由1250℃降低至1050℃。1050℃时，当τ1（Al-10TiC制备时间）和τ2（Al-10TiC和Al-4.7Ti混合后的保温时间）分别为10分钟和20分钟时，制备的Al-5Ti-0.2C中间合金性能最佳。利用所得的中间合金分别在工业纯铝（平均晶粒尺寸较未使用细化剂降低86.5％，下同）、6061合金（降低45.7％）、7075合金（降低73.6％）、A356合金（降低57.9％）取得了良好的细化效果。　　3)揭示了过量Ti对Al-5Ti-0.2C中间合金中的TiC生长及对晶粒细化能力的影响。通过制备不同Ti∶C比的Al-Ti-C系中间合金（Al-5Ti-0.2C，Al-0.8Ti-0.2C，Al-8Ti-2C和Al-10Ti），研究TiC的生长行为及成核能力的影响因素。发现中间合金的组织结构与细化性能相互关联。过量Ti的存在是中间合金制备过程中必不可少的因素。过量Ti的存在增加了TiC的生长速度和颗粒尺寸，同时有利于TiC在中间合金基体中的均匀分布。而在没有过量Ti条件下生成的相同尺寸的TiC颗粒并没有细化效果。这表明在Al-5Ti-0.2C制备过程中，过量的Ti和TiC发生反应在TiC表面形成Ti富集区是决定其细化能力的关键因素。SEM和TEM结果进一步证实过量的Ti会在TiC颗粒的周围生成纳米级的富Ti层(10-35nm)。