氧化铝基共晶自生复合陶瓷具有优异的力学性能、高温组织稳定性、抗氧化和抗腐蚀性能,被认为是能够在1600 K以上氧化气氛中长期稳定服役的理想高温结构材料。目前,关于共晶陶瓷的研究主要集中在制备技术开发方面（如,微拉法、边界外延生长法、激光加热浮流区法等）,并偏重于工艺参数、组织结构及力学性能的研究,然而关于凝固机理及微观结构调控方面的研究较少。本文以A1203/Zr02（Y203）共晶陶瓷为研究对象,着重研究其在凝固过程中的晶体生长行为和组织形成机理,主要研究内容如下:采用低温度梯度的高温熔凝法制备较大尺寸（Φ20 mm）的共晶陶瓷块体,凝固后的陶瓷块体具有三种显微组织区域:外层细晶共晶区、柱状共晶区及内部等轴共晶区。研究了不同区域的共晶生长行为和微观组织演变,重点考察了第三组元Y203的添加（浓度范围为0～9.2 mol%）对Al2O3/ZrO2共晶陶瓷凝固生长行为的影响。主要结论如下:Y2O3浓度控制着A1203/ZrO2共晶陶瓷的凝固行为和组织形态。熔凝态组织均由群集的晶团结构组成,随着Y2O3浓度增加,晶团几何外形发生“胞状→凸缘状→锯齿状→海藻状”形态的转变。表明Y2O3添加显著改变共晶生长界面的形态特征,这与Y203溶质在凝固界面前沿液相内富集形成长距离独立的“成分过冷”区域的增大有关。当Y203浓度增加到一定值（～4.5 mol%）时,在晶团过渡区内会有不规则的Al2O3/Y3Al5O12/ZrO2三元共晶组织形成,其体积分数可用Scheil方程进行预测。随着Y2O3浓度增加,晶团结构的尖端曲率半径逐渐减小,晶团过渡区的宽度增大,其内部粗大组织和孔洞等缺陷数量增多。晶团内部白色Zr02相呈规则棒状均匀地嵌入到Al2O3基体相内部,相间距在Y2O3浓度为～1.1 mol%附近时,出现极小值,约为1.1.μum。根据Jackson-Hunt关系（λ2V≈Constants um3/s,v-为生长速度,λ为相间距）可知,Y2O3添加还会对共晶体生长速度产生影响,随着Y2O3浓度增加,生长速度呈现出非单调性变化,在Y2O3浓度为1.1 mol%附近出现极大值。当前低温度梯度凝固过程所提供的熔体过冷度较低（约为μ0.53 K）,此时,当Y203浓度小于1.1 mol%时,枝晶尖端发生锐化（尖端曲率半径减小）效应占据主导,生长速度增大:当Y2O3浓度超过1.1 mol%时,过多的Y2O3溶质原子堆积在凝固界面前沿难以快速扩散出去,致使生长速度降低。Al2O3/ZrO2共晶陶瓷中Y203浓度控制着物相组成分布及内部粗大组织、气孔等缺陷的尺寸和数量,上述因素决定着陶瓷的力学性能。XRD结果表明,Y2O3浓度不同,Al2O3/ZrO2共晶组织的物相组成不同,除了α-Al2O3相外,还包含不同晶型的ZrO2相（m、t及c-ZrO2）,这与Y2O3浓度及其偏析行为有关,当Y2O3浓度增加到一定值（C0≥4.5 mol%）时,组织中甚至出现Y3Al5O12相。Y2O3浓度小于1.11 mol%时,陶瓷硬度较低,这与其内部存在的低硬度m-ZrO2及微裂纹缺陷有关;当Y2O3浓度为1.1 mol%时,陶瓷的硬度值达到最大值,约为18.1 GPa;继续增加Y203的浓度时,陶瓷的硬度值略有降低,这与晶团过渡区内部气孔缺陷及粗大组织增多有关。陶瓷的断裂韧性随着Y2O3浓度的增加逐渐减小,低Y2O3浓度时,陶瓷内部存在大量微裂纹缺陷,可以吸收主裂纹能量,阻止裂纹扩展,故表现出较高的断裂韧性;随着Y2O3浓度增加,微裂纹缺陷数量减少,晶团过渡区内部粗大组织等缺陷数量增多,故而断裂韧性降低。