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陶瓷材料由于具有高熔点、高压缩强度和良好的耐蚀性等特点，作为新的刀具材料得到了广泛关注。目前常用的刀具材料硬质合金和高速钢的主要金属成分钨的资源在全世界范围内日趋枯竭，陶瓷材料资源则比较丰富，价格也便宜，这对发展陶瓷刀具是十分有利的条件。但是陶瓷材料的化学键为离子共价，导致其脆性高，抗拉强度低，耐冲击性差，所以作为工具材料要在实际中得到应用，必须大力提高其机械性能。
本文以氧化铝/碳氮化钛(Al2O3/Ti(C,N))复合材料为研究对象，通过添加ZrO2以及NiTi作为增韧补强相，以提高材料韧性为目标，采用热压烧结致密化工艺，制备了Al2O3/Ti(C，N)-ZrO2和Al2O3/Ti(C，N)-NiTi两种复合材料。检测了这两种复合材料的主要力学性能，研究了ZrO2和NiTi两种增韧相含量对氧化铝/碳氮化钛(Al2O3/Ti(C,N))基复合材料性能的影响，并分析了ZrO2和NiTi两种添加物所产生的不同强韧化机理。
试验结果表明，在Al2O3/Ti(C，N)基复合材料中加入ZrO2，可以抑制Al2O3晶粒的长大，通过t-ZrO2→m-ZrO2的相变阻碍裂纹的扩展，起到了增韧补强的作用。当ZrO2(vol％)为11.06、热压温度为1400℃、烧结压力为30MPa时，可获得最好的综合力学性能，其强度为420MPa、硬度为20.04GPa、断裂韧性为5.87MPa·m1/2。
采用热压法制备了具有网状结构的Al2O3/Ti(C,N)-NiTi复合材料，随着NiTi加入量的增加Al2O3/Ti(C,N)-NiTi复合材料的断裂韧性增加，Al2O3/Ti(C,N)-8vol％NiTi复合材料的断裂韧性达到9.1MPa·m1/2。Al2O3/Ti(C,N)-NiTi复合材料增韧的主要机制是颗粒弥散强化和裂纹的桥接。当NiTi(vol％)添加量为5、热压温度为1400℃、烧结压力为30MPa时，可获得最好的综合力学性能，其强度为556.7MPa、硬度为20.13GPa、断裂韧性为7.1MPa·m1/2。均优于单纯的Al2O3/Ti(C，N)复合材料(强度为418MPa、硬度为18.87GPa、断裂韧性为4.2MPa·m1/2)，增韧效果比较显著。