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稻壳每年产量十分巨大,常被当作农业废弃物进行处理,造成环境污染和资源的浪费。稻壳富含SiO2,而Si又是高性能钛材料的重要元素之一,因此充分利用废弃稻壳,以其为SiO2源制备高强度钛基复合材料并探索其强化机理意义重大。本文首先采用柠檬酸液对稻壳进行了酸洗处理,通过差示扫描量热法（DSC）结合动力学计算确定了稻壳的热分解过程及动力学参数,并利用碳硫分析仪、XRD、XPS分析了稻壳热解产物的成分。随后,采用热压烧结法制备了稻壳SiO2/Ti和对应比例的Si/Ti、TiO2/Ti复合材料,分别研究了 Si、O含量对复合材料晶格畸变及硬度的影响;讨论了 SiO2/Ti复合材料的强化机制。最后,研究了 SiO2含量对复合材料致密度、显微组织、硬度与摩擦磨损性能的影响。本文得到的主要结论如下:1.稻壳的热分解过程可分为5个阶段:失自由水阶段（80℃以下）、失结晶水阶段（80～250℃）、热解碳化阶段（250～360℃）、碳燃烧阶段（360～600℃）和稳定阶段（600℃以上）。250～360区间失重最快,失重率最大,为46%;反应活化能也最高,为77.13kJ·mol-1。酸洗后的稻壳在大气条件下进行900℃的充分热解后的产物为高纯的非晶态SiO2,碳含量为0.17wt.%,球磨4h后平均粒径为10.42μm。2. SiO2/Ti复合材料中,当SiO2含量不超过1.00wt.%时,SiO2除极少数残留在粉末的原始颗粒边界（PPB）外,其余的Si、O元素均以固溶形式存在于Ti基体中,复合材料由单一的钛基固溶体组成。当SiO2含量为2.00wt.%时,钛基体晶粒的晶界上有少量的TiSi2颗粒生成。3.在硅氧的固溶范围内,O的间隙固溶使得α-Ti的晶格膨胀,晶格常数与O含量的关系为:C[O]wt%= 4.684 + 0.046.O%,a[O]wt% = 2.953 + 0.014·O% ; Si 的置换固溶使得 α-Ti的晶格收缩,收缩量 Δc[Si]wt% = -0.050.Si% , Δa[Si]wt%=-0.020. Si% （Si%≤0.468wt.%）。4. Si元素对金属Ti的置换固溶强化效应显著弱于O元素的间隙固溶强化效应。金属Ti的硬度与Si、O含量（wt.%）的关系可表示为:HV=178.86+209.43·O%+98.50·Si%（Si%<0.468wt.%）。5.与纯钛相比,SiO2/Ti复合材料的耐磨性有了显著提高。在硅氧的固溶范围内,SiO2含量越高,磨损率越低。干摩擦磨损试验条件下,纯钛的磨损机制主要为粘着磨损,SiO/Ti复合材料的磨损机制为磨粒磨损和粘着磨损。