陶瓷刀具中的缺陷降低了其力学性能。因此学者们试图通过降低缺陷的方式来研发陶瓷刀具材料。传统的陶瓷刀具材料研制以“试凑法”为主,需要进行大量的实验。本文以“降低缺陷,提高材料力学性能”为指导思想,建立了陶瓷刀具材料的力学性能模型,开发了低缺陷陶瓷刀具的设计数据库系统。为陶瓷刀具材料体系设计提供了一种新途径。分析了陶瓷刀具材料产生缺陷的原因及缺陷对材料力学性能的影响,建立了陶瓷刀具材料粒径与材料力学性能的经验方程,结果表明,随着材料粒径的增大,抗弯强度降低,断裂韧度增大。研究了气孔形状和分布位置对陶瓷刀具力学性能的影响,建立了考虑气孔直径、形状和分布位置的陶瓷刀具抗弯强度模型。综合物理匹配性、粒度和气孔对陶瓷刀具力学性能的影响,建立了低缺陷陶瓷刀具抗弯强度模型和断裂韧度模型。建立了四种氧化铝基、一种氮化硅基、两种硼化钛基陶瓷刀具材料的力学性能模型。提出了ATN (Al2O3-TiN)材料体系力学性能模型的建立思路。建立了材料粒径对抗弯强度和断裂韧度贡献量模型和材料气孔缺陷对抗弯强度降低量模型。综合粒径与气孔的影响,建立了ATN材料的抗弯强度和断裂韧度模型,并验证了该模型的正确性和普适性。建立了Si3N4-TiN材料体系和TiB2-Al203材料体系的抗弯强度和断裂韧度模型,并进行了验证。设计了低缺陷陶瓷刀具数据库的总体架构,对低缺陷陶瓷刀具数据库进行了需求分析、逻辑设计和概念设计,确定了B/S模式为低缺陷陶瓷刀具数据库的开发模式。开发了低缺陷陶瓷刀具的设计数据库,实现了陶瓷刀具材料信息查询和材料体系的计算机辅助设计。