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结构—功能性质一体化复相陶瓷将成为先进陶瓷发展的主流.该文围绕Sialon陶瓷功能化这一主题,利用材料物理化学原理和现代测试方法,通过向O′-Sialon基体中引入重要的无机功能材料TiO<,2>,进行结构—功能一体化的TiO<,2>/O′-Sialon基复相陶瓷制备及其功能性质研究的探索和尝试.在采用碳热还原氮化法合成出O′-Sialon粉和(O′+β′)-Sialon粉的基础上,常压烧结制备出了TiO<,2>/(O′+β′)-Sialon复相陶瓷并对其光催化性能进行了研究.利用选择性氧化的方法由TiN/O′-Sialon制得了原位TiO<,2>0/O′-Sialon复相陶瓷.同时,对另一成功的结构—功能一体化的复相陶瓷——原位TiN/O′-Sialon纳米复相陶瓷的导电性进行了深入研究.首先以纳米SiO<,2>、碳黑、Al(OH)<,3>为原料,采用碳热还原氮化法合成O′-Sialon粉.分析了Si-C-N-O系的相平衡关系,绘制了1400℃时Si<,3>N<,4>/Si<,2>N<,2>O/SiC/SiO<,2>系优势区域图.采用XRD、TEM、EDX、化学分析等测试技术系统研究了合成温度、保温时间、配料组成、添加剂含量、N<,2>流量、埋粉条件等因素对合成过程的影响.结果表明,提高合成温度、延长恒温时间和增大N<,2>流量有利于O′-Sialon的生成,但超过最佳值都将导致β′-Sialon的出现.系统研究了原位TiN/O′-Sialon纳米复相陶瓷的常温、低温和高温导电机理.常温下材料电阻率随TiN体积分数的变化表现为渗流现象,可分为三个阶段,分别对应分散分布(隧道导电)、过渡状态和网络分布(粒子导电).采用Boltzmann力程和线性方程对测量数据进行了分段回归,由回归曲线确定TiN的临界体积分数为8.9％左右,如此低的V<,c>值的主要原因是材料中O′-Sialon基相与TiN的相对颗粒尺寸比值较大,构成了隔离分布.此时材料的电阻率己达0.0718Ω·cm,已满足放电加工的需要.随烧结温度的升高,材料的电阻率均有降低,TiO<,2>加入量即TiN含量处于临界值附近(20％TiO<,2>)的材料降低幅度最大.通过热力学和热分析探讨了利用原位TiN/O′-Sialon发生选择性氧化制备原位TiO<,2>/O′-Sialon复相陶瓷的可行性,并得到了实验验证.研究了选择性氧化过程动力学及氧分压对氧化过程的影响.结果表明,TiN/O′-Sialon材料在低温范围(800~1000℃)可发生选择性氧化,其中的TiN发生氧化转变成TiO<,2>,O′-Sialon不发生氧化.恒温时间足够长,可得到新型的亚稳态原位复合TiO<,2>/O′-Sialon材料.提高氧化温度和气氛中氧分压可加速材料的选择性氧化.氧化过程遵循对数规律:Δm/A=klgt+C.材料表面无"保护膜"生成,气相通过逐渐封闭的气孔的扩散为过程的限制性环节,氧化过程的表观活化能为56.1kJ/mol.