基于碳类的纳米材料如富勒烯、碳纳米管和纳米石墨层，由于其优秀的特性，逐渐成为当前研究的一个热点。这些材料展现出各种优异的性能，例如超导性能、特殊的量子霍尔效应、热导性能和力学性能。因此，将此类材料的优异性能应用于复合材料成为增韧补强物，同时减轻材料的重量，具有很大的潜力。由于纳米石墨层具备碳纳米管类似的优良物理性能，又容易在基体中分散，如何制备和应用这种材料于陶瓷基体中，成为本论文的研究出发点。　　 本文以天然石墨为原料，采用比较简便的机械球磨方法，在氧化铝粉体中原位制得了纳米石墨层片，然后使用放电等离子烧结技术(SPS)快速制备了块体材料，以探索纳米石墨层与氧化铝陶瓷材料的复合、显微结构及机械性能。　　 首先，以氧化铝、天然石墨为初始原料，分别使用高能球磨和行星球磨这两种不同的球磨工艺制备氧化铝/纳米石墨层复合粉体。通过高能球磨法制得了2nm。左右的纳米石墨层片；用行星球磨机球磨30h可以得到3-4nm厚的纳米层片。分析了球磨过程中粉体的变化过程，将石墨与氧化铝粉体混合球磨，在实现均匀分散的同时，由于氧化铝的存在可以促进球磨，最终原位制得更细化的纳米石墨层片。　　 其次，研究不同烧结工艺后确定了理想的烧结制度，加以60MPa烧结压力，在1300℃保温3min后可以得到相对密度比较高的氧化铝/纳米石墨层复合材料。比较了分别球磨30h与50h所得不同石墨含量粉体经烧结后相对密度，发现球磨时间延长或者石墨含量较高都导致相对密度下降。通过扫描电镜及透射电镜对微观形貌进行分析，观察到石墨层片分布于氧化铝的晶界处，而且随着纳米石墨层片的加入，烧结过程中氧化铝晶粒生长受阻，晶粒细化。　　 最后，使用压痕法测试氧化铝/纳米石墨层复合材料的断裂韧性和维氏硬度，该材料的断裂韧性在成分为Al2O3-0.7vol％C、粉体球磨时间为30h这一条件下达到最大，为3.81MPa·m1/2，比氧化铝材料提高了20％，材料的硬度大体上随石墨的含量上升而逐步下降。而当石墨含量高于1.0vol％时，韧性很快下降。　　 该复合材料取得的增韧效果与使用碳纳米管的相近，但是其简单的制备工艺成为了这类材料的优点。