随着科技的创新,航空航天、武器装备等领域对材料的要求越来越高,开发出兼具轻质、耐高温、强度高等优异性能的材料是众多领域材料研究人员都研究的热点。近年来,在贝壳结构的启发下研究人员研制出金属间化合物基层状复合材料,其中Ti/Al₃Ti层状复合材料由于其低密度、高强度及耐冲击等性能在防护领域具有广阔的应用前景。本课题采用热压烧结技术制备Ti/Al₃Ti层状复合材料。采用金相显微镜、电子显微镜、X射线衍射仪等,对材料的微结构进行表征并对组织成分进行分析。结果表明制备的Ti/Al₃Ti层状复合材料组织均匀,结构致密。通过显微硬度仪测试材料硬度及其微观断裂韧性,结果显示界面处的断裂韧性值是Al₃Ti基体的两倍多。通过显微镜观察微观裂纹,探讨界面对于裂纹扩展行为的影响,分析材料的增韧机理。采用Instron万能试验机研究Ti/Al₃Ti在压缩和弯曲载荷下的力学性能和失效机理。为研究Ti层对于金属间化合物Al₃Ti的增强效果,在相同实验条件下,对单相Al₃Ti进行了三点弯曲试验。结果显示引入韧性Ti层后,金属间化合物Al₃Ti的弯曲强度提高了1.74倍。在对材料界面特性实验研究的基础上,根据界面层物理特性,基于传统的强度失效理论,建立零厚度界面模型,弥补现有Ti/Al₃Ti数值模型忽略界面而带来的计算误差。并利用LS-Dyna有限元仿真软件,建立了Ti/Al₃Ti弹道冲击实验模型,模拟子弹冲击Ti/Al₃Ti层状复合材料的过程,分析在冲击载荷的作用下Ti/Al₃Ti层状复合材料界面失效对于材料失效形式的影响。