氧化铝陶瓷具有高硬度、耐高温、耐腐蚀、耐磨损等优异性能,在航空航天、新能源汽车、机械、电子等诸多领域得到广泛应用。然而,氧化铝陶瓷作为一种典型的脆性材料,其抗压不抗拉的特性容易导致毫无征兆的突发性断裂。工程用预应力混凝土和钢化玻璃均采用了预应力增强技术,其强度和可靠性都得到了大幅度提高,工业价值巨大。氧化铝作为工业中大规模应用的陶瓷材料,若能通过预应力设计提升其强度和可靠性,必将使氧化铝在更多的领域发挥重要作用。预应力氧化铝陶瓷的设计思路是在氧化铝陶瓷坯体表面镀上一层低热膨胀系数涂层,再通过共同烧结制备出具有压应力的表面涂层,从而达到增强增韧的目的。本论文选择低膨胀系数且有良好相容性的莫来石-氧化铝作为涂层材料,对表面涂层材料进行优选设计并探索合适的制备方法。运用相对法技术评价涂层的各项性能,分析其残余应力分布及增强机理,并探讨了预应力复合材料的高温强度及抗热震性能。首先,根据预应力涂层的设计思路,采用氧化铝和石英的混合粉体为涂层原料。将氧化铝和石英粉混合浆料涂覆在预烧厚的氧化铝坯体上,无压共烧原位合成了热膨胀系数较低的莫来石-氧化铝涂层。利用降温过程中涂层内形成的残余压应力实现了氧化铝陶瓷的预应力强化。结果表明:当涂层原料中石英掺量为15wt%时,复合体的强度可达549.44±27.2 MPa,相较于氧化铝原始强度提升了37.19%。之后随着石英含量的增加强度反而大幅下降,主要原因是随着石英含量的增加涂层收缩率会逐渐下降造成与基体烧结失配,导致材料破坏。其次,通过测得涂层和基体的热膨胀系数和弹性模量,分析了涂层中的残余压应力与莫来石含量以及与基体/涂层厚度比（hs/hc）的理论关系,结果表明:涂层残余压应力与热膨胀系数差Δα、涂层弹性模量Ec均有关,当石英掺量超过15wt%后涂层中的残余压应力增长趋于稳定;当hs/hc＞10后涂层残余压应力增长趋于稳定。同时进一步优化表明,降低涂层原料粒径比降低烧结升温速率具有更好的效果。当涂层原料中石英含量为15wt%时,预应力涂层能将氧化铝剩余强度下降的临界温度从220℃提高到280℃,展现出更好的抗热震性能。最后,对于烧结温度高达1650℃的氧化铝陶瓷基板,采用电熔莫来石-氧化铝作为涂层原料具有较好的预应力增强的效果,由于内部存在的应力,基板破坏时会伴随着能量释放,破碎成更多的碎片。莫来石-氧化铝涂层能降低氧化铝陶瓷的介电常数,具有良好的应用前景。