碳化硼（B4C）具有密度低、熔点高、超高硬度、热电性能优异以及良好的中子吸收能力等特点,被广泛应用于核工业、磨料、军工、电子和工程结构件等领域。然而,碳化硼强共价键结合的特点,使B4C陶瓷具有难烧结、难致密和断裂韧性低等缺点,严重限制了B4C陶瓷在工程领域和军工领域的应用。为了解决上述问题,本文通过引入第二相的方法改善B4C的烧结性能,向B4C基体中引入铝（Al）或碳纳米管（CNTs）来制备碳化硼复相陶瓷,并对其相对密度、物相组成、微观形貌、维氏硬度、抗弯强度和断裂韧性等一系列性能进行了表征和分析。首先对Al-B4C体系进行了热力学分析,然后采用X-射线衍射和差热分析方法对Al和B4C的化学反应过程进行了研究。研究结果表明:Al3BC和Al B2是在较低温度下产生的,温度区间为650～672℃。在1358～1397℃的高温区间,生成了Al B12C2。同时,温度超过1105℃,就会生成脆性相Al4C3。然后,以熔点低、韧性高的Al和B4C粉为原料,设计三种配比,其中Al的体积分数分别为5%、10%和20%,分别在1200℃、1300℃、1400℃、1600℃下对20 vol.%Al的粉体进行反应-热压烧结,然后以1400℃为烧结温度,对3个配比的粉体进行反应-热压烧结,研究烧结温度和Al含量对Al/B4C复合材料力学性能的影响。在其他工艺一定的条件下,烧结温度越高,复合材料的性能越好,20 vol.%Al/B4C复合材料的性能最好。其中,在1600℃下制备的20 vol.%Al/B4C复合材料的综合性能最好,致密度为90.12%,维氏硬度为5.06 GPa,抗弯强度为253.9 MPa,断裂韧性为4.35 MPa·m1/2,相比于同条件下制备的纯B4C陶瓷提高了253%。増韧机制为:（1）第二相颗粒（Al及其二次相）使裂纹偏转、分叉;（2）各相热膨胀系数失配产生的残余应力増韧;（3）微裂纹对裂纹能量的释放。最后,以性能优异的CNTs和B4C粉为原料,设计5种原料配比,其中CNTs的体积分数分别为10%、20%、30%、40%和50%。超声分散及磁力搅拌均匀后,采用抽滤准备原料,在1600℃下进行放电等离子烧结,压力为30 MPa,保温10 min,制备了CNTs/B4C复合材料。结果表明,CNTs的加入使CNTs/B4C复合材料的致密度和硬度都减小,抗弯强度和断裂韧性先增大后减小,30 vol.%CNTs/B4C复合材料的断裂韧性达到最大值,为1.53 MPa·m1/2,比同条件的纯B4C陶瓷提高了24%。CNTs的増韧机制为裂纹偏转、纤维桥连和纤维拉拔。