随着我国航空航天技术的快速发展,高性能精密复杂结构构件的一体化成形逐渐成为发展趋势。其中,以新一代高超声速飞行器的隔热层为代表,作为连接外层陶瓷防热层和内层铝合金骨架蒙皮的核心构件,梯度材料点阵隔热层的一体化成形不仅有利于高超飞行器的减重,还有利于消除异质材料造成的界面突变,减少应力失配造成的安全隐患。因此,利用激光选区熔化（Selective Laser Melting,SLM）技术一体化制造由铝合金蒙皮过渡至外层陶瓷防热层的梯度点阵隔热层构件具备重要研究价值。AlSi10Mg作为SLM工艺性较好的高合金化金属材料,在铝合金中导热能力较低;而TiC纳米陶瓷颗粒作为增强相不仅可以细化晶粒,强化基体力学性能,还能增加热阻界面,降低导热能力,提高高温稳定性,因此采用SLM技术制备高陶瓷增强相含量的TiCp/AlSi10Mg梯度复合材料构件。但是,TiC的引入势必对AlSi10Mg的物化性质造成显著影响,因此,如何调整SLM的加工参数,实现与不同组分复合材料的相互匹配,以达到精确控制材料微区热力学性能的要求,具备挑战性。基于上述情况,本文主要开展了SLM成形（0 wt%、3 wt%、10 wt%、15 wt%）TiCp/AlSi10Mg复合材料的工艺优化,研究了TiC含量及分布对复合材料微观组织、力学性能、导热能力的影响,并通过热处理调控微观组织和力学性能,为进一步提升复合材料热学性能,利用等离子体微弧氧化（Micro-arc Oxidation,MAO）技术在基体表面生长一层陶瓷对其隔热能力进行优化,最后试制出由AlSi10Mg过渡至15 wt%TiCp/AlSi10Mg的梯度复合材料。主要研究结论如下:（1）TiC纳米颗粒的加入促进了复合粉末对激光能量的吸收。添加3 wt%TiC,激光反射率由32%降低至16%;添加10 wt%和15 wt%TiC,激光反射率分别降为8%和7%。实验证明适当添加TiC有助于SLM成形,加入3 wt%TiC可以扩大工艺窗口。（2）TiC的引入使Al基体晶粒的生长方式由外延生长转变为异质形核,促进柱状晶向等轴晶转变,达到细化晶粒和消除组织织构的效果。添加3 wt%、10 wt%和15wt%TiC颗粒时,复合材料均转变为等轴晶组织,平均晶粒大小分别为0.76μm、1.8μm和1.78μm。（3）SLM成形单一AlSi10Mg的抗拉强度为405 MPa,屈服强度253 MPa,但延伸率仅为1.8%,强度较高而韧性较差。加入3 wt%TiC后,屈服强度增加至309MPa,抗拉强度394 MPa,同时延伸率大幅提升至7%。加入10 wt%TiC后,复合材料屈服强度348 MPa,抗拉强度400 MPa,延伸率5%。说明3 wt%和10 wt%TiC的引入增加了复合材料的屈服强度和韧性。（4）退火、固溶时效和直接时效处理会导致10 wt%TiCp/AlSi10Mg复合材料中过饱和固溶Si的析出。退火和固溶处理使共晶Si网逐渐转变为球形Si颗粒。退火后材料强度降低,韧性增强;退火温度250℃,保温时间9 h,拉伸强度362 MPa,屈服强度284 MPa,延伸率增加至7.8%,相比于打印态增加约56%。直接时效处理会促进α-Al晶内细小Si颗粒析出,导致材料显微硬度增加。由于脆性增加,不同时效温度下复合材料拉伸性能均出现下降趋势。（5）由于复合材料内固溶Si元素的析出和各物相的本征导热性质,室温至500℃范围内,TiCp/AlSi10Mg复合材料的导热性能随温度变化表现出先增高后降低的趋势。室温下,3 wt%TiCp/AlSi10Mg复合材料的热扩散系数为32.2 mm~2/s,相较于AlSi10Mg降低21.7%;10 wt%TiCp/AlSi10Mg复合材料的热扩散系数为27.8 mm~2/s,相较于AlSi10Mg降低32.4%。（6）在打印态AlSi10Mg基体上制备的MAO镀膜主要由α-Al2O3、γ-Al2O3、Al组成。随着镀层增厚,α-Al2O3含量显著增加,γ-Al2O3与Al的相对含量迅速降低,膜基结合力增加。并且随着MAO镀层增厚,陶瓷膜的致密性越高,阻热性能越好,与基体相比,MAO镀层为50μm时,室温热扩散速率降低约2.5%;MAO镀层为100μm时,室温热扩散速率降低约10.2%。