Al₂O₃-ZrO₂复合陶瓷材料结合了Al₂O₃陶瓷高强度和ZrO₂陶瓷良好韧性的特点,具有十分优异的综合力学性能。作为新一代备选高温结构材料,Al₂O₃-ZrO₂复合陶瓷在高性能航空发动机及重型燃气轮机热端部件领域具有重要的应用前景。直接激光沉积技术是一项新兴的熔体自生陶瓷三维近净尺寸构件直接增材制造技术,具有响应时间快、材料成分设计灵活、工艺简单、能耗少等优点。与传统的粉末烧结方法不同,使用直接激光沉积技术制备的熔体自生Al₂O₃-ZrO₂复合陶瓷微观组织具有典型的凝固特性,得到的微观组织具有原子共用的相界面,在接近熔点的高温下仍可保持优异的强度和良好的稳定性。针对Al₂O₃-ZrO₂复合陶瓷材料体系,本文利用直接激光沉积技术快速制备不同成分比例的复合陶瓷,研究成分比例、工艺参数和高温热处理对复合陶瓷微观组织和性能的影响。主要研究内容及结论如下:（1）通过制备包括亚共晶、共晶和过共晶不同成分比例的Al₂O₃-ZrO₂复合陶瓷,研究样件成分比例对微观组织及力学性能的影响规律和作用机理,并在此基础上优选出综合力学性能最优的成分比例。结果表明,亚共晶陶瓷具有最高的显微硬度（AZ30样件）,共晶陶瓷弯曲强度最高（237 MPa）,而断裂韧性在过共晶比例时达到最大值(AZ60样件断裂韧性为5.91 MPa·m^1/2)。AZ30样件具有最优的综合力学性能,其显微硬度为1972 HV,弯曲强度达到230 MPa,接近共晶比例强度,断裂韧性为4.62 MPa·m^1/2。（2）确定最优的成分比例后,采用单因素实验法研究扫描速度、激光功率和z轴提升量等工艺参数对直接激光沉积制备的AZ30样件组织及性能的影响。结果表明,随着扫描速度增加,样件裂纹密度逐渐降低,呈反比例曲线趋势。弯曲强度随扫描速度增加先增加后降低。激光功率增加降低了陶瓷的裂纹密度,α-Al₂O₃初生晶粒尺寸有所增大,弯曲强度随激光功率增加先增加后降低。Z轴提升量对裂纹密度影响不明显,样件弯曲强度随z轴提升量增加先增加后降低。根据单因素实验的结果,得到的一组最优的工艺参数为激光功率P=275 W,扫描速度v=400 mm/min,z轴提升量Δz=0.5 mm。在工艺参数优化的基础上,利用该参数成功制备了无裂纹Al₂O₃-ZrO₂复杂结构,且制备的圆柱样件具有优异的性能。（3）以两机系统热端部件对高温材料的使用要求为目标,使用优选的工艺参数制备AZ30圆柱样件,对所制备材料的高温性能及高温稳定性进行针对性研究。结果表明,成形样件在1600℃高温热处理10 h后,微观组织呈现点状或条带状ZrO₂离散分布于Al₂O₃基体中的微观组织。样件质量保持不变,长度略有增加,热处理后表面物相和热处理前相同。样件残留强度为180 MPa,残留硬度为1850 HV。经过高温热处理后样件组织和性能虽有所变化,但相对其常温下的力学性能数值变化很小,这表明Al₂O₃-ZrO₂复合陶瓷具有良好的高温稳定性,值得在航空发动机和燃气轮机热端部件领域进一步推广应用。本文利用直接激光沉积技术进行了多成分比例Al₂O₃-ZrO₂熔体自生复合材料的制备,获得了综合力学性能优异的成分比例范围及工艺参数条件,从而为Al₂O₃-ZrO₂复合材料体系的选择及工艺条件的选定提供了理论指导及技术借鉴。