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氧化铝陶瓷因其价格低,硬度大,电绝缘性高,化学稳定性好等优点,在结构陶瓷、电子陶瓷、生物陶瓷等领域占有重要的位置。但断裂韧性较低是限制其更广泛应用的主要原因。陶瓷材料的脆性主要是由物质的化学键合性质和它的显微结构所决定,因此,优化材料整体显微结构均匀性及物相间晶界的化学键合状态是解决氧化铝陶瓷脆性的根本。同时,功能化已成为材料技术发展的新趋势,结合材料的功能性和结构性,开发新型功能化氧化铝陶瓷基复合材料已成为新材料领域的热点之一。本论文基于微球结构设计,首先采用非均相沉淀包裹—热还原工艺制备了纳米铁磁性金属（Fe、Co、Ni及其合金）包裹氧化铝复合微球粉体,然后以氧化铝/镍复合微球为原料,采用热压烧结法制备了氧化铝/镍复合金属陶瓷;通过采用不同原料及热压工艺对氧化铝/镍复合材料微观结构及界面结合状态进行了设计,并在此基础上,通过包裹掺杂钇稳定氧化锆制备了氧化锆/镍/氧化铝多相复合陶瓷。利用扫描电子显微镜（SEM）、能量发散谱仪（EDS）、X-射线衍射仪（XRD）对复合微球前驱体、热还原产物、热压烧结产物的形貌、宏观结构、成分进行了表征;采用透射电子显微镜（TEM）及电子能量损失谱仪（EELS）对氧化铝/镍复合金属陶瓷的微观结构及界面化学进行了表征和分析;利用阿基米德法测量了金属陶瓷的密度,并分别用三点弯曲法和单边切口横梁法对材料的抗弯强度和断裂韧性进行了评估;借助LCR自动测量仪和振动样品磁强计对复合金属陶瓷的电磁性能进行了检测。本论文取得的主要成果及创新点有:（1）开发了非均相沉淀包裹—热还原制备壳/核结构纳米金属/氧化铝微球新工艺,并利用这一工艺制备了一系列纳米金属（Fe、Co、Ni及其合金）包裹氧化铝复合微球。系统研究了非均相沉淀包裹过程中包裹颗粒浓度、加料速度、反应时间及表面活性剂等因素的影响。在优化条件（包裹颗粒浓度10～15g/L,加料速度4～SmL/min,反应时间1～2hr,表面活性剂5mL/L,搅拌速度1000r/min）下,获得了理想的纳米金属包裹氧化铝复合微球粉体前驱体,前驱体在氢气还原下容易转变成纳米金属/氧化铝复合微球。这一工艺可实现金属含量及组成、包裹层厚度、分布状态、金属颗粒大小可控,磁性能良好。（2）基于氧化铝/镍复合材料微观结构设计,系统研究了分别采用金属镍包裹氧化铝微球、氧化铝包裹金属镍微球及氧化铝/镍共沉淀微球来制备复合金属陶瓷,较好地调控了金属镍的分布方式,分别形成晶界型、晶内型以及晶内/晶界混合型结构。采用球形包裹结构复合粉体原料,大大改善了复合材料的结构均匀性。（3）在所制备的氧化铝/镍复合材料中,氧化铝与镍粒子界面通过非反应性成键形成-Ni-Ni-Al-O-Al强的界面键合,改善了材料界面结合状态;同时,金属镍粒子的引入大大细化了氧化铝晶粒,使氧化铝主晶界得到强化,断裂模式发生改变,达到了氧化铝陶瓷的韧化目的,抗弯强度可提高到600MPa左右,断裂韧性则可提高到6～8MPa·m1/2。同时氧化铝/镍复合材料保持了较高的饱和磁化强度、矫顽力和介电常数;（4）系统地研究了氧化锆与镍共掺杂行为,发现氧化铝复合陶瓷与单相Al2O3相比,抗弯强度可提高28%,断裂韧性可提高141%,但复合材料的韧性增强并未高于Al2O3/Ni和Al2O3/ZrO2两种复合材料韧性增强之和,即未出现韧性叠加效应,主要是ZrO2的部分相变增韧效应被邻近大金属Ni粒子吸收掉。Ni和ZrO2的引入增强了空间电荷的极化,使复合材料具有较高的介电常数。本论文开发的非均相沉淀包裹—热还原制备纳米金属包裹氧化铝复合微球粉体工艺,工艺过程简单,原料来源广泛,容易实现规模化生产;复合微球粒子流动性好,填充密度高,集合了纳米磁性金属与陶瓷各自的特点,比表面积大、表面活性高,分散性好,并具有核/壳结构协同特性,可成为良好的电磁波吸收剂及催化剂;采用这种复合微球粉体烧结制备结构陶瓷可以从根本上解决金属与陶瓷的弱结合、化学成分分布不均等问题,在刀具材料、铝电解惰性阳极、陶瓷—金属封接等领域具有广阔的潜在应用。