钛基复合材料具有高弹性模量、高比强度、高耐磨性和优异的高温耐久性等特点，在航空航天领域有良好的应用前景。采用低能球磨制备了纳米TiC颗粒与TC4的复合粉体，然后使用选区激光熔化（SLM）制备了TiC/TC4钛基复合材料，分析了不同体能量密度（29~97 J/mm³）对复合材料成形质量、显微组织、显微硬度的影响，并总结了组织演变机理和TiC演变过程。结果表明，成形该复合材料的最佳体能量密度为50~70 J/mm³，在该范围内试样的最高相对密度可达99.7%，显微硬度为385~392 HV。横截面上，显微组织的晶粒呈特殊的双尺寸分布，即由初生β等轴晶和沿其外围生长的不规则共晶区组成；纵截面上，显微组织呈鱼鳞状形貌分布且熔池内存在大量流纹状组织。复合材料中存在未溶TiC（主要分布于初生β晶界附近）、共晶TiC（主要呈链状网络分布于共晶β晶界）以及沉淀析出TiC（主要呈颗粒状分布于晶粒内）。随着体能量密度的增加，链状共晶TiC向棒状转变，晶内TiC尺寸长大。共晶TiC与β-Ti没有取向关系，共晶TiC、沉淀析出TiC与α'-Ti均存在明显取向关系，即｛11-20｝α'-Ti∥｛110｝TiC。

通过激光选区熔化技术熔化添加了质量分数为0%~5% TiB₂颗粒的Ti6Al4V粉末，原位反应制备了TiB/Ti6Al4V复合材料，研究了不同TiB₂添加量对样品的成形性能、微观结构演变和力学性能的影响。研究发现，添加质量分数为1%的TiB₂时，样品的微观结构中的α′-Ti逐渐消失，并出现弥散分布单胞状的TiB。TiB₂添加量进一步增加，材料的强化方式从弥散强化演变到晶须增强，同时TiB富集于晶界，形成树枝状结构以及网状结构。原位生成的TiB作为形核点，可以促使样品在细晶强化、固溶强化和晶须增强的作用下，大幅提升TiB/Ti6Al4V样品的硬度和摩擦性能。最终，样品的显微硬度从（336.80±6.64）HV提升至（498.07±12.56）HV，同时样品的磨损机制从黏着磨损改变为磨粒磨损，当TiB₂添加的质量分数为1%时，获得较好的磨损性能。

采用激光选区熔化技术成功制备了TiN增强钛基复合材料,并研究了TiN含量对钛基复合材料微观结构、显微硬度和摩擦磨损行为的影响。结果表明:随着TiN含量的增加,α-Ti相衍射峰发生偏移,TiN衍射峰强度逐渐增强,复合材料的显微硬度从纯钛的(228±13) HV逐渐增大到(403±20) HV;当添加TiN的质量分数为7.5%时,复合材料的磨损性能比纯钛提高了29.2%。TiN颗粒的加入使钛基复合材料的硬度与磨损性能显著提升。

采用激光拉曼光谱对单根CVD-SiC纤维进行了研究， 并与SiCf/Ti-6Al-4V复合材料中SiC纤维的拉曼光谱进行对比分析。 发现SiC纤维的第一沉积层的TO峰峰形尖锐， 表明SiC晶粒较大， 第二沉积层的晶粒较小， 在二个沉积层中分别检测到碳和硅的拉曼峰。 在复合材料中， SiC纤维的TO峰向高波数偏移， 表明复合材料在制备过程中， 因SiC与基体钛合金的热膨胀系数不同而使纤维受到热残余压应力的作用。 通过计算得到复合材料中纤维的热残余应力平均值为318 MPa， 第一沉积层所受平均应力为436MPa， 远高于第二沉积层。