从陶瓷脆性的结构本质出发,将非晶结构引入到陶瓷材料中,意在通过打破晶格结构,弱化原子间键合,使陶瓷产生新的变形机制,来改善陶瓷的脆性,实现宏观变形。本文主要研究了Al2O3-ZrO2-Y2O3非晶陶瓷的制备和中温弹塑性变形,并对变形机理进行了分析。通过二步热压有效地解决了析晶与致密化之间的竞争,可得到相对密度高达97.7%、保持均匀非晶相的陶瓷块体。相比于同组成的多晶陶瓷,非晶陶瓷具有结构无序、低密度的特征,因而在常温表现出低硬度、低强度、低弹性模量和高应变量的特征。Al2O3-ZrO2-Y2O3非晶陶瓷在500°C压缩中发生脆性断裂,而在600、700°C分别发生15.4%和21.5%的塑性变形。中温塑性变形的屈服应力与应变速率无关,变形后样品仍为非晶态,并产生了大量的剪切带。非晶陶瓷塑性变形的两种机制是剪切带和结构致密化,其中剪切带起到主导作用。自由体积为原子运动提供空间,在剪切应力作用下原子定向运动形成剪切带,为非晶陶瓷的塑性变形提供了结构基础。非晶陶瓷的中温弹性变形主要通过自由体积在非晶基体中的往复运动而实现,由于非晶陶瓷内原子间距大、微观结构无序,自由体积的往复运动具有较大的自由程,因而可以表现出较大的弹性应变和较高的回弹率。残余变形主要源自结构致密化以及微裂纹或剪切带的形成。随着亚稳度的提高,非晶相具有更多的自由体积和更无序的微观结构,有利于原子的跃迁和往复运动,因而非晶陶瓷表现出更好的塑性和回弹性。随着结晶度的增加,非晶陶瓷的塑性先增大后减小,这是由于少量结晶会加剧自由体积的波动分布,导致纳米晶/非晶基体界面附近自由体积增加,有利于剪切带的形成和塑性变形的发生;当纳米晶粒含量过高时,总的自由体积含量太低,反而不利于剪切带的形成和传播。纳米晶粒也会促进微裂纹的形成,降低非晶陶瓷的回弹性。相分离对非晶陶瓷弹塑性变形的影响与纳米晶相似,也会导致非晶陶瓷的塑性的增强和回弹性的降低。在500°C单轴压缩中,组成为A20Z和A40Z的非晶陶瓷都发生了脆性断裂,而A60Z和A80Z样品分别发生9.6%和13%的塑性变形,并在变形中析出了少量的t-ZrO2晶相。非晶陶瓷的脆性断裂与塑性变形之间存在一个塑性转变温度,可作为非晶陶瓷塑性的直观判据,较低的塑性转变温度对应着较强的塑性变形能力。非晶陶瓷的结晶活化能与塑性转变温度呈现出相似的变化规律,这是由于塑性变形与析晶都与原子迁移能力密切相关,因而结晶活化能可以作为控制非晶陶瓷塑性能力的本征因素。