该论文通过材料设计与制备科学相结合的方法,根据显微结构力学性能的关系,对Ln-α-sialon-Aln-多型体复相陶瓷和Ln-α-sialon陶瓷两个系统进行材料显微结构设计.该论文首次系统研究了不同稀土元素对Ln-α-sialon-AlN多型体复相陶瓷反应过程和显微结构发展的影响,提出通过选择不同酸碱性和稀土元素来控制α-sialon和AlN-多型体的形成次序,从而改善复相陶瓷均匀性的方法.该论文获得了显微结构均匀,含有长柱状α-sialon和纤维状AlN-多型体的Sm-α-sialon-21R复相陶瓷,其无压烧结样品的室温强度达到546MPa,且一直能保持到1250℃,具有较好的高用前景.该论文还系统研究了原料,组份和工艺对单相Ln-α-sialon陶瓷结构的影响.针对长颗粒α-sialon的形成条件,研究了不同Si<,3>N<,4>原料和烧成工艺对Dy-和Y-α-sialon显微结构的影响,并结合晶体生长,结晶化学以及液相烧结的有关理论,较系统的讨论了长颗粒α-sialon的形成机理和影响因素.通过采用不同的稀土元素和添加晶种的方法实现了对Ln-α-sialon陶瓷显微结构的设计,大致能获得基本上都是长柱状晶粒,以及可调控的具有不同长短晶粒的显微结构.通过对具有不同显微结构的α-sialon陶瓷力学性能的研究发现,长柱晶粒可以通过裂纹偏转、晶粒拨出和解离等机制对材料进行增强和增韧,但这些机制真正发挥作用还需对材料晶界的结合进行研究.