对于CePO₄/ZrO₂复合陶瓷,CePO₄的软相作用是材料可加工的重要机理,一般随着CePO₄加入量的增多,材料的可加工性提高,但是带来的却是力学性能的大幅度下降。为了避免这种缺陷,我们对ZrO₂基复合陶瓷进行结构设计,使CePO₄以层状或者膜状结构包覆在ZrO₂基体的周围,这种方法既可以引入CePO₄/ZrO₂弱界面,又可以在一定程度上降低CePO₄的含量。本文详细研究了该复合体系的制备过程,包括CePO₄粉体的制备以及CePO₄包覆ZrO₂粉体的制备,分别采用机械球磨法和包覆法制备出CePO₄含量为20%的CePO₄/ZrO₂复合陶瓷,并对材料进行了力学性能及可加工性能测试,研究了其可加工机理。本实验首先分别用化学沉淀法和水热法制备了CePO₄粉体。用化学沉淀法在室温下合成的CePO₄粉体,经过XRD,TEM检测,得出CePO₄是具有六方相的海胆球形结构,结合差热热重分析,发现711.5℃为CePO₄由六方相转化为单斜相的晶型转变温度,并且随着温度的升高,其晶型不再改变。通过Zeta电位检测,得出其等电点大约为4.52。我们又用水热法在不同温度下合成了CePO₄粉体,经过XRD、SEM及Zeta电位检测分析,得出相同反应条件下采用不同温度可制备出不同晶型及形貌的CePO₄粉体,并且具有不同的表面电性。在100℃下合成的CePO₄是六方晶型的棒束状结构,其等电点大约为6.6;而在200℃下,合成的CePO₄是单斜晶型的长针形的束状结构,其等电点大约为8.1。然后我们分别用非均匀成核法和水热法制备了CePO₄包覆ZrO₂复合粉体,并分别探讨了酸碱度、反应物浓度、水热温度及煅烧温度等对包覆粉体的影响,通过XRD、TEM、DTA及Zeta电位等检测手段分析了包覆粉体的物相组成、形貌结构及包覆效果。用非均匀成核法制备的包覆粉体,在碱性条件下,得到的是无定形的CePO₄呈非常细小的纳米颗粒聚集在ZrO₂颗粒周围,是典型的粒子沉积型包覆;在酸性条件下,得到的是六方相的CePO₄以厚度不均匀的膜状和絮状结构紧密地包覆在ZrO₂颗粒周围,随着Ce³⁺和PO₄^3-浓度的增加,絮状物质明显的增多并且厚度也明显的增大,此包覆粉体经过高温煅烧后,CePO₄以层状结构实现了对ZrO₂基体的包覆。综上所述,我们得出用非均匀成核法制备包覆粉体的最佳工艺是在酸性条件下,Ce³⁺和PO₄^3-的浓度为0.01mol/L。用水热法制备的包覆粉体,在不同的反应条件下,得到的是不同晶型不同形貌的CePO₄对ZrO₂基体的包覆,在100℃下,六方相CePO₄呈棒状结构紧密地包裹在ZrO₂颗粒表面,并且随着温度的升高,CePO₄会变得细而长;直到200℃,长针状的六方相和单斜相CePO₄形成一种支架结构,纵横交错地分布在ZrO₂颗粒周围。经过综合分析,我们得出用水热法制备包覆粉体时,水热温度为100℃,反应物浓度为0.05mol/L时,包覆粉体的效果才较好。我们还对包覆粉体做了Zeta电位分析,证实了包覆粉体的结构。我们用水热法合成的CePO₄含量为20%的包覆粉体,采用无压烧结制备出CePO₄/ZrO₂复合陶瓷,并与用传统机械球磨法制备的同样CePO₄含量的CePO₄/ZrO₂复合陶瓷,进行断口扫描、力学性能及可加工性能测试比较。结果表明:经过包覆制备的复合陶瓷的相对密度、断裂韧性和可加工指数均得到了提高。CePO₄的层片状开裂和CePO₄/ZrO₂之间的弱结合是导致CePO₄/ZrO₂复合陶瓷易于加工的主要原因。