自蔓延高温合成（Self-propagating High-temperature Synthesis,简称SHS），是利用原料组分放热化学反应而制备材料的新技术。重力SHS分离法制备陶瓷内衬复合钢管受到了学术界的广泛关注，但其韧性差、抗热震性不高以及致密性低等影响了内衬管的应用。针对此问题，本文采用重力SHS法制备（ZrO₂+Al₂O₃）复相陶瓷内衬管，利用正交实验优化ZrO₂、NaF、SiO2的添加量以获得显微硬度、气孔率、抗热震性及断裂韧性综合性能优异的最优配比；研究经Y2O3稳定化ZrO₂对复相陶瓷内衬管的微观组织、各项性能、结合界面的影响；研究空冷、水冷、炉冷及燃烧过程中辅加水平机械振动等不同工艺参数对内衬管微观组织及各项物理力学性能的影响。研究表明，添加剂的最优配比为10%ZrO₂、4%NaF、2%SiO2，其显微硬度值为1273.8、气孔率为5.34%、抗热震性为14次、断裂韧性值为15.37MPa·m1/2；ZrO₂的含量水平对显微硬度、气孔率、抗热震性及断裂韧性等性能的影响排第一，NaF第二，SiO2第三；显微硬度值在10%ZrO₂时呈现最大值，之后随ZrO₂含量的增加而下降，气孔率、抗热震性及断裂韧性均在20%ZrO₂时出现最优值。ZrO₂含量为10%、20%、30%、40%时，陶瓷层的微观组织分别为离异共晶、棒晶、层片状、棒晶等共晶组织。经Y2O3稳定后的含量为10%、20%、30%的ZrO₂，复相陶瓷微观组织分别为离异共晶、放射状和雪花状等共晶组织。稳定化ZrO₂内衬管抗热震性有较大提升，显微硬度、气孔率及断裂韧性都略有下降，结合界面优于未稳定ZrO₂内衬管。以10%ZrO₂、2%NaF、2%SiO2为添加剂，其余组分为铝热剂，研究不同工艺参数对内衬管组织及性能的影响。空冷后，Al2O3为长径比较大的柱状晶，ZrO₂分布于Al2O3枝晶间；水冷处理后，Al2O3呈等轴晶，ZrO₂以条絮状分布于Al2O3晶界；炉冷后ZrO₂晶粒较大，呈块状分布于Al2O3晶粒之间；水平振动之后呈现弱化的柱状晶，长径比减小。非空冷后，显微硬度都略有增加；抗热震性有较大提升，特别是辅以水平振动；水冷后气孔率增加，炉冷和水平振动气孔率下降；断裂韧性除水平振动有小幅下降外，水冷和炉冷都有较大下降。