TiAl合金由于具有低密度、高熔点、高的比强度和比模量、低的蠕变速率和出众的抗高温氧化能力，其比强度、抗蠕变性和抗氧化性优于Ti_合金和Ni_基高温合金，使TiAl合金具有替代镍基高温合金成为高温轻质合金的潜力。然而，TiAl合金较差的室温塑性和高温强度限制了其广泛应用。因此，关于提高TiAl合金强度和塑性的研究对其取代镍基高温合金成为重要的航空、航天材料具有重要的理论和应用价值。当前，关于改善TiAl合金强度和塑性的研究仍是当前国际上急需解决的世界难题，关于金属元素种类、含量及内生陶瓷颗粒种类、尺寸、形状、数量、分布对TiAl合金强度和塑性的影响机制尚不明确，限制了TiAl材料在实际中的广泛应用，因此不同金属元素及内生陶瓷颗粒对TiAl合金强度和塑性的影响机制需要进一步的探索与揭示。因此，本论文以采用燃烧合成后施加压力的方法制备出的合金化TiAl合金和内生陶瓷颗粒增强TiAl基复合材料作为研究对象，将第一原理计算与实验相结合，探索不同种类、含量的过渡族金属元素（Zr/Hf/V/Nb/Ta/Cr/Mo/W/Mn/Fe/Co/Ni_/Cu/Zn）及不同种类、尺寸、形状、数量、分布的原位内生陶瓷颗粒（Ti₂AlC/TiB₂/Ti₅Si₃/TiB₂–Ti₂AlC）对TiAl合金压缩性能的影响规律，建立组织和性能之间的关系，提出改善TiAl合金强度和塑性的机制。本文主要研究结果如下：1)首次采用燃烧合成后施加压力的方法成功地制备出原位内生陶瓷颗粒（Ti₂AlC、TiB₂、Ti₅Si₃、TiB₂–Ti₂AlC）增强TiAl基复合材料。发现原位内生陶瓷颗粒的尺寸达到亚微米和纳米级尺寸，Ti₂AlC、Ti₅Si₃和TiB₂的尺寸分别为：⁷00nm、60–80nm和30–50nm。2)发现金属元素（Fe、Co）、内生陶瓷颗粒（Ti₂AlC、TiB₂、Ti₅Si₃、TiB₂–Ti₂AlC）及金属元素+内生陶瓷颗粒（Mn+Ti₂AlC、Mn/Fe/Co+TiB₂）都可以细化TiAl合金的晶粒尺寸。ⅰ)添加3at.%的金属元素Fe和Co使TiAl合金的晶粒尺寸从⁶6μm分别细化到¹5μm和25μm。ⅱ)6vol.%的内生陶瓷颗粒Ti₂AlC、TiB₂、Ti₅Si₃和TiB₂–Ti₂AlC使TiAl合金的晶粒尺寸分别细化到³0μm、¹5μm、²2μm和¹0μm。ⅲ)2at.%Mn+4vol.%Ti₂AlC和2at.%Mn/Fe/Co+4vol.%TiB₂使TiAl合金的晶粒尺寸分别细化到²6μm和¹0μm。3)揭示出4vol.%Ti₂AlC/TiAl–2Mn复合材料具有最好的压缩性能，其屈服强度（637MPa）、最大压缩强度（1694MPa）和断裂应变（22.2%）分别比TiAl合金的屈服强度、最大压缩强度和断裂应变提高了172MPa、279MPa和4.9%；4vol.%TiB₂/TiAl–2Co复合材料具有最高的压缩强度，其屈服强度（820MPa）和最大压缩强度（1906MPa）分别比TiAl合金的屈服强度和最大压缩强度提高了355MPa和491MPa，断裂应变与TiAl合金相当。4)提出了金属元素（Mn、Fe、Co）、内生陶瓷颗粒（Ti₂AlC、TiB₂、Ti₅Si₃、TiB₂–Ti₂AlC）和金属元素+内生陶瓷颗粒（Mn+Ti₂AlC、Mn/Fe/Co+TiB₂）分别对TiAl合金强塑性的影响机制。ⅰ)提高强度机制:a)金属元素：固溶强化和细晶强化。b)内生陶瓷颗粒：第二相强化和细晶强化。c)金属元素+内生陶瓷颗粒：固溶强化、第二相强化和细晶强化。ⅱ)改善塑性的机制：a)金属元素：晶体结构、电子结构和弹性性质的改善及晶粒细化。b)内生陶瓷颗粒：晶粒细化和细小内生陶瓷颗粒的均匀分布。c)金属元素+内生陶瓷颗粒：晶体结构、电子结构和弹性性质的改善、晶粒细化和纳米内生陶瓷颗粒的均匀分布。总之，本文将第一原理计算与实验相结合，探索了不同种类、含量的过渡族金属元素及不同种类、尺寸、形状、数量、分布的原位内生陶瓷颗粒对TiAl合金压缩性能的影响规律，提出了过渡族金属元素和原位内生陶瓷颗粒改善TiAl合金强度和塑性的机制。为发展高强度和高塑性的原位内生陶瓷颗粒增强TiAl基复合材料及其制备新技术奠定必需的理论基础。