氧化铝陶瓷的应用非常广泛,但是较低的断裂韧性限制了其进一步的应用。合适地选择第二相通过晶须增韧和颗粒增韧等,可以改善Al₂O₃陶瓷的力学性能。TiC、TiN具有高熔点、高硬度,在Al₂O₃陶瓷中掺入TiC和TiN颗粒后可抑制Al₂O₃的晶粒生长,从而使得复相陶瓷具有高硬度和高强度,而且分散的第二相粒子能够阻碍裂纹的扩展,所以对复相陶瓷的断裂韧性的提高也有一定作用。因而在本试验中就选取添加不同粒度的这两种粉末颗粒,以期达到获得优良力学性能的目的。 见于报道的Al₂O₃基复相陶瓷的研究虽多,但是关注于氧化铝基复相陶瓷断裂韧性测试方法上的研究却并不多见。本论文专项研究了用压痕法测量材料的K_IC时,最为理想的压痕法计算公式的选择及原料粉末的起始粒度对选择适用于测量该体系材料K_IC的最佳压痕法计算公式的影响;研究了压痕载荷对压痕法计算得到的材料K_IC值的影响;比较与分析了压痕法和单边切口梁法测得的材料的K_IC值;研究了压痕载荷对压痕法计算材料K_IC可靠性的影响。 制备氧化铝基复相陶瓷常用的是热压烧结,烧结工艺一般为1600～1700℃×30MPa×1h,保护气氛为N₂。烧结参数的选择对烧结材料的力学性能有一定的影响。本论文中研究了烧结温度对材料显微结构和力学性能的影响,发现随着烧结温度的升高,材料的致密度增加,K_IC值是降低的,而维氏硬度和抗弯强度均在1650℃时达到最大值,所以制备该成分配比材料的最佳烧结温度为1650℃。另外本文还讨论了原料粉末的起始粒度和添加相对氧化铝基复相陶瓷的影响。发现在微米级基体中掺入纳米级颗粒第二相的材料A2的综合力学性能最佳。当复合添加TiC和TiN粉末时,材料致密度及各项力学性能得到较大的改善。抗弯强度从纯纳米氧化铝陶瓷的419MPa增加到618MPa,而K_IC则从3.42MPa·m^1/2增加到4.37MPa·m^1/2,真正同时达到了增强增韧。