Αl₂O₃陶瓷因其强度高、电绝缘性好、抗强酸强碱腐蚀、抗磨损等特点被广泛地应用于机械、电子电力、建筑工业、化学工业、医疗等领域。在地壳中,氧和铝分别是含量最高的非金属和金属元素,因此Αl₂O₃陶瓷的原材料来源丰富且价格低廉。但是,脆性这一致命缺陷限制了Αl₂O₃陶瓷更为广泛的应用。纳米晶微结构有望赋予Αl₂O₃纳米晶陶瓷良好的塑性和韧性。对于陶瓷材料来说,硬度和断裂韧性是最重要的两个性能参数,对于其在各个领域的应用有着极大的影响。因此致密（>99%）Αl₂O₃纳米晶陶瓷的硬度和断裂韧性研究具有重要意义。由于α-Αl₂O₃纳米颗粒制备的困难以及陶瓷烧结过程中晶粒的过度长大,导致难以获得晶粒细小的Αl₂O₃纳米晶陶瓷,因此关于Αl₂O₃纳米晶（<100 nm）陶瓷硬度和断裂韧性与其晶粒尺寸关系的研究还尚未被报导。本论文以硝酸铝煅烧-机械球磨-电解质聚沉分离得到的平均颗粒尺寸仅为4.2 nm（颗粒尺寸分布为2-8 nm）和7.2 nm（颗粒尺寸分布为2-15 nm）、完全分散的α-Αl₂O₃纳米颗粒为初始粉体,采用两步烧结法（即将陶瓷坯体以10?C/min的速率加热至较高温度T₁处不保温,随后以相同速率降温至较低温度T₂保温40 h,烧结完成后以5?C/min速率降到室温）制备了一系列致密（>99%）的平均晶粒尺寸小于100 nm的Αl₂O₃纳米晶陶瓷。利用维氏显微硬度计,对不同晶粒尺寸的Αl₂O₃纳米晶陶瓷的显微硬度进行了测量,并研究了显微硬度与晶粒尺寸之间的关系。研究发现,当Αl₂O₃纳米晶陶瓷的平均晶粒尺寸从96 nm减小到36 nm时,其显微硬度从17.70 GPa减小到11.00 GPa,即随着Αl₂O₃纳米晶陶瓷的晶粒尺寸减小,其显微硬度降低（反霍尔佩奇关系）。通过显微硬度测试的压痕裂纹长度计算Αl₂O₃纳米晶陶瓷的断裂韧性。分析断裂韧性数据发现,随着Αl₂O₃纳米晶陶瓷的平均晶粒尺寸从96 nm减小到36 nm,其断裂韧性从3.02±0.21 MPa?m^1/2增加到4.12±0.16 MPa?m^1/2,断裂韧性提高了36.42%。