Ni基梯度功能复合材料作为高温结构部件,以提升航天工业中关键热端部位性能和延长使用寿命为目标得到了人们的广泛关注,其良好的力学性能扩展了功能梯度复合材料的应用空间,但由于其服役条件极为苛刻,通常伴随着剧烈的热冲击和极高的热应力,对材料的热性能与抗热震性能提出了更高的要求。本论文以原位反应制备的TiC_x-Ni₃（Al,Ti）/Ni功能梯度复合材料（FGM）为实验材料,研究了在不同温度和循环次数下复合材料的抗热震行为。通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析（EDS）等技术手段对热震后的TiC_x-Ni₃（Al,Ti）/Ni功能梯度复合材料进行了表征,研究了其热震前后的物相和显微结构的变化,并研究了热震温度和循环次数对复合材料热震性能的影响。通过ANSYS有限元软件模拟了热应力的大小及分布,对复合材料的进一步优化提供了方向。研究结果表明:（1）热震后,FGM表面出现氧化现象,主要是TiC和Ni₃（Al,Ti）的氧化,氧化层厚度随热震温度升高而变厚;材料内部每层的物相与热震前的物相保持一致,体现出FGM的热稳定性。（2）热震后,FGM整体保持良好的显微结构,没有失稳扩展的层间裂纹。随着热震温度和热震次数的增加,FGM表面的孔洞和微裂纹数量增加,尺寸增大。微裂纹偏转和微裂纹分叉降低了层间裂纹形成的几率。这主要是特殊的梯度结构减少了物性参数的差异,缓和了热应力,减少了热损伤。（3）TiC_x-Ni₃（Al,Ti）/Ni FGM具有优异的抗热震性能。热震前FGM的弯曲强度能够达到1329MPa,在800℃和1000℃热震10次后,材料的弯曲强度还能够达到1000MPa以上;在1200℃热震10次后,弯曲强度有所下降,但仍具有840MPa的高强度。（4）FGM优异的抗热震性能主要归因于三个方面:一是复合材料各物相之间、梯度层之间良好的界面结合保持了FGM的整体结构,梯度层过渡均匀;二是氧化层形成的应力场降低了裂纹扩展的动力,并且阻碍了FGM的内部氧化,提高了FGM的抗热冲击性能;三是热震形成的微裂纹偏转和微裂纹分叉耗散了层间裂纹扩展的应变能,从而提高了抗热震性能。（5）通过优化FGM各层复合材料的厚度,FGM的热应力大幅下降,其中Screening筛选法优化后的FGM最大热应力从443MPa减小到315MPa,过渡层和各层复合材料中的热应力差值更小,分布均匀,能够提升材料的稳定性。并且通过三种优化方法模拟后,确定出各层复合材料的最佳厚度范围。（6）通过引入组分差异更小的梯度层,能够有效降低TiC_x-Ni₃（Al,Ti）/Ni FGM的热应力。单独引入35Ti₃AlC₂/Ni和45Ti₃AlC₂/Ni复合材料层,FGM的最大热应力分别下降了50MPa和45MPa。相比之下,同时引入35Ti₃AlC₂/Ni和45Ti₃AlC₂/Ni复合材料层之后,FGM的最大热应力骤降到252MPa,降幅达到191MPa,并且各层之间的热应力分布更加均匀,显示出更加优异的热应力缓和效果。