钛及钛合金具有重量轻、强度高、耐热、耐腐蚀等优良性能，应用广泛。他们的粉末冶金制备技术在新零件设计、近净形状制造、组织和性能调节以及产品稳定性方面具有独特的优势，因此受到了广泛关注。避免间隙氧污染和提高零件的使用性能是粉末冶金钛技术需要解决的核心问题。因此，本研究提出了有机膜覆盖低氧高活性HDH钛粉的耐氧性和低附加值高氧HDH钛粉的化学吸附固氧的控氧思路。通过粉末冶金的常压烧结模式，结合后续的热挤压和热处理工艺，实现了高性能原位颗粒增强钛基复合材料的低成本制造，有机包覆剂聚碳硅烷（PCS）和氧吸附剂碳化钙（CaC2）对氧控制机理、相演化、热稳定性的影响，系统研究了钛基复合材料的显微组织特征、室温力学性能、耐磨性和耐磨性。主要研究内容和结论如下：针对钛粉零件在低氧高活性HDH钛粉暴露空气中吸氧和钝化，导致机械性能受到极大限制的问题，PCS通过溶液涂层在粉末表面均匀涂覆，可以隔离和阻断氧气，有效控制材料制备过程中氧气的增加。制备的Ti/PCS复合材料的氧含量比未涂覆的纯Ti样品低约1400ppm。在烧结过程中，通过热分解和与钛基体的原位反应形成细小的分散颗粒，可以显著细化组织和晶粒。制备的Ti－3-PCS复合材料的粒度只有16.1米，这远低于100.5米的纯Ti。Ti-3pcs复合材料的屈服强度在抗拉强度达到861MPa，在延伸率达到754MPa和10.8%，比纯Ti8%，64.6%和68.8%高出56.8%。此外，原位TiC颗粒的高硬度、优异性能和良好承载能力使Ti/PCS复合材料具有优异的耐磨性。制备的Ti－3-PCS复合材料的体积磨损率仅为0.8410-12m3／（n·m），比纯Ti样品低64.26%。针对HDH钛粉高氧钝化3500ppm以上应用价值低的问题，在烧结过程中加入高纯度CaC2氧吸附剂，阻止氧向钛基体的扩散和固溶，原位生成多级陶瓷颗粒，实现钛粉末零件的强化和塑化。高氧HDH钛粉表面有一层连续的氧化膜，厚度约为9.3nm，主要由TiO2和少量Ti2O3和TiO组成。在烧结加热过程中，氧化膜在700～800℃开始大量溶解在钛基体中，添加的氧气吸附剂CaC2能在氧化膜溶解前与氧化膜发生反应，吸附并固定氧气。反应温度为617～676，原位形成了纳米CaTiO3和微米TiC增强相颗粒。钛基体的吸氧和净化大大提高了Ti/CaC2复合材料的室温塑性和拉伸强度。制备的Ti-0.4cac2复合材料的室温强度达到621MPa，屈服强度达到508MPa，伸长率高达29.3%，显著高于528MPa、426MPa和纯Ti产品的7.3%，同时超过了美国、ASTM和B988标准1-4级纯Ti的应用要求。覆膜氧障和CaC2吸附固体控氧原理的适用性进一步探索了PCS氧气对广泛使用的HDhTC4合金粉末的影响，发现少量PCS和CaC2的加入也能有效提高TC4基复合材料的室温强度和塑性。热挤压工艺有效细化了TC4/PCS复合材料的微观结构和晶粒，并在TiC颗粒附近产生大量应变累积，从而诱发基体变形，形成许多细小的等轴晶粒。固溶处理后，TC4/PCS复合材料的基体为抛光亚稳相。时效处理后，亚稳相分解并转变为细分散+混合相和纳米粒子。结合TiC颗粒的高强度、高硬度和载荷传递特性，TC4/PCS复合材料的室温和高温强度得到了极大提高，tc4-3pcs复合材料在热处理状态下的室温为1405MPa，600抗拉强度的高温为671MPa，这明显高于947MPa和385MPa的烧结态TC4合金。此外，热挤压和热处理工艺使TC4-0.2cac2复合材料具有超细性能，其平均尺寸仅为2.21m，远小于同一状态下TC4合金的23.08m。固溶时效后，TC4-0.2cac2复合材料的基体中出现许多细小的分散+层状相，这两个相符合（0002）-Ti/（211）-Ti和[1210]-Ti／／［113]-Ti的取向关系。通过热处理制备的tc4-0.2cac2复合材料的室温达到1301MPa，屈服强度达到1267MPa，伸长率高达22.4%，远远超过ASTM－B381TC4合金锻造的性能标准。本研究建立了在低成本HDH钛粉制备高性能钛基复合材料的系统成形控制技术，有利于钛材料工程应用的发展。