Core–shell structural B4C@TiB2 composite powders were synthesized via the molten salt method using micron-sized B4C and TiH2 powders as raw materials. Furthermore, a SiC composite ceramic with B4C@TiB2 core–shell structural units as the toughening phase was prepared by spark plasma sintering using SiC powder and the obtained B4C@TiB2 composite powder as starting powders. The effects of calcination temperature and raw material ratio on the phase compositions and microstructure of the B4C@TiB2 composite powders were studied, and the synthesis mechanism of the B4C@TiB2 composite powder was explored. The formation mechanism of B4C@TiB2 core–shell toughening units inside the SiC matrix was investigated, and the toughening mechanism of the SiC–B4C@TiB2 composite ceramic was discussed. Results show that the B4C@TiB2 core–shell units in the SiC matrix can induce a complex crack propagation mode and consume abundant crack propagation energy. Therefore, a high fracture toughness of 6.47 ± 0.32 MPa m1/2 is realized for the SiC–B4C@TiB2 composite ceramics.

At the nanoscale, the surface properties of nanomaterials are of utmost importance. Amino-functionalized MXene (AMXene) was prepared by grafting 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES) upon the top layer of Ti3C2Tx. AMXene is introduced into the polyimide (PI) matrix coatings. The findings indicate that the dispersion of AMXene in PI is further substantially enhanced based on the principle of "similar compatibility", which is attributable to the creation of more hydrogen bonds between AMXene and highly polar PI matrix molecular chains. The addition of AMXene lowered the factor of friction by 34.1 % and the rate of abrasion by 84.8 % compared to unadulterated PI. In addition, the PI/AMXene composites exhibit significant reinforcement properties at different loads and speeds.