航天航空技术的进步促使材料向具有多性能、多功能的复合材料不断发展。金属-陶瓷功能梯度材料有机地将金属材料导电、导热、高强度的特性与陶瓷的绝缘、绝热、耐磨损的特性结合在一起，成为一种具有极大实用潜力的复合材料。经过近三十年的发展，金属-陶瓷功能梯度材料无论从设计理念上、功能形式上还是制备方法上都取得了可喜的成就。然而由于金属-陶瓷功能梯度材料的自身特点，其材料组成在空间上变化，无法采用基于刀具的传统切削加工方法对其进行加工。囿于材料加工手段的限制，金属-陶瓷功能梯度材料的应用也受到了很大程度的制约。为了解决金属-陶瓷功能梯度材料加工困难的问题，亟需研发具有针对性的、适合于金属-陶瓷功能梯度材料二次加工的特种加工方法。电火花加工充分利用了材料中金属相可以导电的特点，可以作为金属-陶瓷功能梯度材料二次加工的重要候选方法。Ni-Al₂O₃功能梯度材料同时具有耐高温、耐磨损的特性，不仅被广泛当作热应力缓和材料以及抗冲击缓和材料，也是金属-陶瓷功能梯度材料制备方法研究和测试方法研究中的常用材料。本文针对Ni-Al₂O₃功能梯度材料的电火花加工过程进行理论仿真以及实验研究。通过建立Ni-Al₂O₃功能梯度材料中梯度层电火花加工传热过程的有限元模型，从理论分析的角度去研究梯度层材料的电火花加工的材料去除方式。在理论分析的基础之上进行了不同方面的实验验证，对具有较大陶瓷颗粒的金属-陶瓷功能梯度材料的梯度层电火花加工的材料去除方式进行研究。对具有中等粒径陶瓷颗粒的梯度材料以及较小粒径颗粒的梯度材料进行了对比实验，研究其材料去除方式与粒径大小的关系。在明确材料加工机理的基础之上，对Ni-Al₂O₃功能梯度材料进行电火花线切割加工工艺试验。研究在Ni-Al₂O₃功能梯度材料在电火花线切割加工中各层材料互相影响的特点，以及这种相互作用对材料加工效率和表面粗糙度的影响。进行Ni-Al₂O₃功能梯度材料的电火花打孔实验。采集不同层的材料加工过程中的典型电压、电流波形。通过中心复合实验设计，建立了各层材料的加工效率对电参数（电压U，充电电流I，电容C）的响应曲面模型。以提高材料加工效率为目标，进一步研究了加工所使用的加工参数对材料去除效率的影响。通过施加电极摇动的加工方式，增加了功能梯度材料纯陶瓷层的加工深度。本文从理论和实验两个方面对Ni-Al₂O₃功能梯度材料的电火花加工进行了研究，验证了金属-陶瓷功能梯度材料的可加工性。通过揭示其梯度层材料的电火花加工过程中材料去除方式以及加工中由于陶瓷颗粒的存在而产生的梯度层层间相互影响的特殊现象，为后续实现金属-陶瓷功能梯度材料的电火花自适应控制加工提供了基础性的理论研究工作。