陶瓷基复合材料能够在较充分发挥陶瓷材料长处的同时,克服陶瓷材料脆性大、断裂韧性较低,对缺陷敏感等不足,具有重要的应用前景。本研究用已烧结的氧化铝陶瓷基片为骨架,分别利用铝薄片、Al浆料和多种树脂胶粘剂作为粘结材料,采用交替叠层、丝网印刷、涂覆等方法形成氧化铝陶瓷片与粘结材料层叠的层状结构,然后用真空热处理、空气热处理和热压等方法制备Al₂O₃/Al陶瓷基层状复合材料和Al₂O₃/树脂陶瓷基层状复合材料。作者研究了粘结层粘结强度对陶瓷基层状复合材料的影响,测试了不同粘结层对氧化铝片的粘结强度。发现Al浆料在空气中经过700℃以上热处理的粘结强度较高,低于650℃或者在真空热处理的粘结强度较低。在作者实验过的有机粘结材料中南宝牌环氧树脂粘结强度较高。用氧化铝基片和铝薄片交替叠层后通过真空热处理和热压处理制备了Al₂O₃/Al陶瓷基层状复合材料。真空热处理试样由于在粘结层中存在大量的裂纹,导致强度、断裂韧性和断裂功都较低。热压处理制备的试样界面结合紧密,抗弯强度达到387MPa,比本研究采用的氧化铝基片强度高近30%,断裂韧性和断裂功分别达到10.5 MPa·m^1/2和1714 J/m²,也明显高于氧化铝基片,属于典型的强结合层状复合材料。氧化铝基片上用丝网印刷Al浆料后叠层,分别在真空和空气中热处理后得到了Al₂O₃/Al陶瓷基层状复合材料。热处理方式对粘结层的显微结构、粘结强度有明显影响。真空热处理试样粘结强度较低,试样断裂过程中表现出典型的弱结合层状复合材料特点,载荷-位移曲线为一条―锯齿‖状的阶梯曲线。空气中650℃热处理试样也由于粘结强度较低,其力学性能与真空热处理试样相似。而在700℃、750℃、800℃热处理试样界面结合较强,其力学性能更倾向于强结合层状复合材料。陶瓷基层状复合材料随着层数增多,强度降低,断裂韧性上升,断裂功虽然较分散,也呈上升趋势。对陶瓷基层状复合材料进行的应力模拟计算表明氧化铝层厚度一定时,增大Al层厚度使氧化铝层的压应力增大;当Al粘结层的厚度一定时,氧化铝厚度增大也使Al粘结层中的张应力增大。采用了6种不同的树脂作为粘结剂制备了Al₂O₃/树脂层状复合材料,力学性能测试表明,南宝环氧树脂作为粘结层材料的力学性能最好。试样的抗弯强度随着层数的增加或者树脂粘结层厚度增加呈下降趋势,而断裂韧性和断裂功呈上升趋势。粘结强度较低和塑性较好的树脂粘结制备的陶瓷基层状复合材料断裂过程中,陶瓷层率先断裂,粘结层和陶瓷层会发生剥离,经过较大应变后才断裂。粘结强度较高、塑性较差树脂制备的陶瓷基层状复合材料断裂时裂纹扩展模式主要由陶瓷层中裂纹的扩展确定。最后,对上述的真空热处理、空气中热处理、热压和环氧树脂粘结制备的4种陶瓷基层状复合材料进行了对比。热压制备的Al₂O₃/Al薄片试样结合最好,Al₂O₃/树脂结合的试样次之,空气中热处理制备的Al₂O₃/Al浆料试样的界面结合较差,真空热处理制备的Al₂O₃/Al浆料试样界面结合最差。影响陶瓷基层状复合材料抗弯强度的主要因素为粘结层的种类和粘结强度。影响陶瓷基层状复合材料的断裂能的因素比较复杂,粘结层材料、粘结层厚度、粘结强度、层间应力状态和制造工艺等因素都会对陶瓷基层状复合材料的断裂能产生影响。层状陶瓷材料的断裂韧性主要受模量和断裂能影响。