本实验采用纳米Al₂O₃为基体粉料，分别以ZrO₂和SiC作为强化相粉料，开展了对Al₂O₃-ZrO₂、Al₂O₃-SiC两个系列纳米复相陶瓷的研究。通过无压烧结等工艺，制备出Al₂O₃基纳米复相陶瓷。对该陶瓷的制备工艺、力学性能、显微组织、抗热震性能等进行了深入研究。在研究Al₂O₃-SiC系列纳米复合陶瓷过程中，对无气氛保护烧结过程中，纳米SiC粉料的氧化现象进行了研究。发现纳米SiC粉料，氧化现象非常明显；随纳米SiC粒径的减小及含量增加，氧化现象加剧。XRD检测结果表明：烧结后样品中SiC衍射峰消失，证明了纳米SiC确实存在氧化。由于氧化现象的存在，烧结体内部存在大量的气孔和玻璃相，致使材料的烧结性能下降。在研究Al₂O₃-ZrO₂系列陶瓷过程中，讨论了ZrO₂添加量对材料致密度和显微结构的影响。结果表明：ZrO₂的加入可以提高Al₂O₃陶瓷的烧结活性，降低烧结温度。在ZrO₂含量较少的情况下，处于Al₂O₃颗粒之间的部分ZrO₂颗粒阻碍了颈部的形成，使样品的烧结密度降低。但随着ZrO₂含量的增加，纳米ZrO₂颗粒之间的接触机会增多，使得样品烧结密度提高。但当ZrO₂加入量超过一定限度时，会造成ZrO₂颗粒聚集，引起ZTA陶瓷各方面性能的下降。当ZrO₂含量较少时，在陶瓷烧结过程中，Al₂O₃基体颗粒发生异常长大。而当ZrO₂含量较大时，Al₂O₃基体的这种在烧结时颗粒发生异常长大的趋势明显得到抑制，从而大大改善了ZTA陶瓷的组织性能。通过大量实验证明，适合无气氛保护条件烧结的最佳的陶瓷系列为：Al₂O₃-ZrO₂；最佳烧结工艺为：1590℃保温1h。经上述工艺制备的陶瓷获得了良好的力学性能，其中相对密度为98.57％。抗弯强度为485.23MPa，断裂韧性为6.60 MPa·m^1／2，维氏硬度为13.11GPa。该材料的抗热震性很好：所制备的陶瓷可以经受1200℃的热震循环大于50次。针对Al₂O₃-ZrO₂系列陶瓷材料优异的力学性能和抗热震性，成功的将该材料制备成衬套镶嵌在高炉风口小套内，以便有效的提高风口小套服役寿命和降低炼铁高炉的能源消耗。镶嵌陶瓷内衬的风口小套已经安装在高炉上试用五十多天。目前运行平稳，其它技术性能指标有待于进一步检测。