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本文采用LMC和电子束区熔两种高温度梯度定向凝固装置，研究合金成分及工艺参数对初生相析出行为的影响，优化了自生复合材料的制备工艺。在此基础上开展了以Ni-TaC系共晶合金为代表的定向高温共晶复合材料的研究，借助金相技术、电镜技术、图象处理技术等多种分析测试手段，考察试样的界面形态、组织特征以及共晶共生范围等多方面的凝固特性，建立了凝固过程控制与凝固组织的对应关系。探讨了自生复合材料凝固组织对力学性能的影响以及室温和高温复合材料的断裂机制。 本工作发现，温度梯度在一定程度上能够抑制初生相析出，较低的凝固速率对抑制初生相的析出有利。在LMC高温度梯度定向凝固条件下，凝固速率在7.14μm/s范围内，偏离共晶成分2.9wt.％Ni-Nb亚共晶合金都可制备出片层状共晶自生复合材料。生长速率平方根的倒数与共晶片层间距具有线性对应关系，该系统有λ2R=83.14μm3/s关系式。 EBFZM的Ni-Nb近共晶合金在电子枪移动速率为1.67μm/s时，稳态生长阶段可以生长出片层非共晶成分的复合材料，但随着电子枪移动速率的增加，初生相析出，共晶相（Ni（Nb）-Ni3Nb）由定向到失稳再到发散。 Ni-TaC复合材料中TaC纤维间距与凝固速率的函数关系为λ=8.635R-0.5078，TaC纤维横向面积与凝固速率的函数关系为S=-0.8152R+6.01，TaC纤维体积分数可以在一定范围内随凝固速率而改变。Ni-TaC16复合材料中TaC纤维间距和凝固速率的函数关系为λ=13.18R-0.4972，横向面积与凝固速率的函数关系为S=-0.6597R+5.14，TaC纤维体积分数在一定范围内随凝固速率变化。 Ni-TaC系复合材料中TaC和基体相的界面结构一般为规则的折线状。同时，还发现了不规则的折线界面形貌、波浪线形界面形貌和鱼骨状界面形貌。纤维状的共晶TaC以金字塔方式定向生长，形成规则排列的TaC纤维。共晶TaC横向截面的多样性主要与共晶TaC横向边缘不稳定性和生长速率的各向异性有关。 Ni-TaC16共晶自生复合材料室温拉伸性能，随着纤维体积分数的增加和纤维间距与尺寸的减小而提高。复合材料常温和高温的拉伸断裂模式与基体相的形变强化特性有关。