本文对ZrO₂-NiCr功能梯度材料进行了制备热应力缓和设计,利用粉末冶金法制备了ZrO₂-NiCr功能梯度材料,并采用X射线分析（XRD）、扫描电镜（SEM）等实验手段和力学测试方法,研究了ZrO₂-NiCr功能梯度材料的组织与力学性能。ZrO₂-NiCr功能梯度材料和各梯度层均质材料是将湿法混合后的原料粉末,经过钢模冷压成形后再进行真空热压烧结致密化制得的。其热压工艺为:1250℃保温保压1h,压力为5¹0MPa。所制备的ZrO₂-NiCr功能梯度材料具有预期的层状梯度分布,中间梯度层中NiCr合金和ZrO₂组元分布均匀,从一侧陶瓷组元为基体逐渐过渡到另一侧金属组元为基体,呈现出宏观组织的不均匀性和微观组织的连续性,消除了宏观界面。中间各梯度层中NiCr合金组元的成分相同,为铬在镍中的固溶体。ZrO₂组元主要由t相组成,并含有少量m相。ZrO₂-NiCr梯度材料的密度随ZrO₂陶瓷含量的增加逐渐降低,致密度达到了94%以上。维氏硬度随ZrO₂含量的增加逐渐增加,且在富陶瓷区增加迅速。弹性模量和弯曲强度的变化规律基本与气孔率变化呈共轭曲线。强度测试表明,NiCr合金层抗弯强度达到560MPa,大大高于纯Ni的抗弯强度,满足设计要求。对ZrO₂-NiCr系均匀复合材料断口分析表明,在富金属区以延性断裂为主,宏观上表现为塑性断裂,随基体连续相NiCr合金含量的降低,塑性逐渐下降;NiCr合金和ZrO₂含量相当的复合材料,呈现出典型的混合型断口,宏观上已经表现为脆性断裂;对富ZrO₂的复合材料,以沿晶型为主,呈现出典型的脆性断裂特征。由于ZrO₂-NiCr梯度材料体系成分与组织的宏观不均匀性和微观连续性分布,裂纹在界面处发生偏转之后又顺着加载方向扩展,呈折线型,这既增加了裂纹扩展路径,提高了裂纹扩展阻力,又不会造成沿梯度层界面剥落,提高了材料使用的安全性。