钛铝合金由于其轻质高强,良好的高温性能及抗蠕变性等特点,有望替代传统的镍基高温合金,成为新一代高温结构材料,在航空航天与汽车发动机领域有十分广阔的发展前景。但钛铝合金固有的断裂韧性低、室温塑性差等缺点限制了其进一步的开发应用。向钛铝基体中引入陶瓷颗粒,既可以充当异质形核核心,变质细化基体晶粒尺寸与层片间距,又可以对基体起到弥散强化效果,能够高效率低成本的强韧化钛铝合金。本课题采用高能球磨和真空快淬两种工艺路线,合成了石墨烯包覆氮化硅纳米颗粒（Si3N4-graphene nanoparticles,SGP）和Ti2Al C-Ti2Al N/TiAl孕育剂薄带,分别将其加入钛铝合金基体中,制备了Si C-Ti2Al N/TiAl基复合材料与Ti2Al C-Ti2Al N/TiAl基复合材料。考察了两种复合材料的相组成与组织特征,研究了增强体在基体合金中的分布规律以及基体合金组织细化机制。通过室温、高温力学性能测试,研究了两种材料的强韧化机制,获得的具体结论如下:SGP颗粒与Ti2Al C-Ti2Al N薄带都可以使钛铝合金组织细化,但SGP颗粒表现出更好的细化效果,1.0%SGP颗粒添加至钛铝基体后,原位合成的Si C、Ti2Al N增强相均匀弥散的分布在基体中,钛铝合金的平均晶粒尺寸细化至约40μm,平均层片间距减少至30nm。1.0%Ti2Al C-Ti2Al N/TiAl薄带添加至钛铝基体后,基体的晶粒尺寸略微细化,但平均层片间距没有减小,基体中观察到增强相与薄带一致,但与薄带中分散的纳米颗粒不同,大多增强相长大为微米级。并且微观组织随着薄带添加量增加而显著恶化。在室温条件下,Ti2Al C-Ti2Al N/TiAl基复合材料的压缩强度与延展性较基体提高不显著。Si C-Ti2Al N/TiAl复合材料的屈服强度随SGP添加量增加而持续升高,显著高于TiAl基体,而极限压缩强度与压缩断裂应变呈现先增加后下降的趋势。当SGP颗粒添加量为1.0%时,Si C-Ti2Al N/TiAl基复合材料表现出最佳的塑性-强度匹配,屈服强度约1520.2MPa,极限压缩强度约2545.4MPa,压缩断裂应变16.0%。在1273K～1473K高温条件下,Si C-Ti2Al N/TiAl复合材料的应力峰值较基体合金明显提高。两种复合材料机械性能提升主要是钛铝基体的细晶强化、间隙氮原子的固溶强化、以及基体中第二相颗粒的弥散强化等多种强化机制共同作用产生的强化效果。