Al2O3/ZrO2(Y2O3)陶瓷复合材料具有优良的力学与高温性能，在高强度、高韧性切削加工刀具领域具有广阔的应用前景。本文结合辽宁省科技重大项目资助课题，通过真空烧结工艺制备了高强度高韧性的Al2O3/ZrO2(Y2O3)陶瓷复合材料。运用SEM、EBSE、XRD等分析手段及现代测试方法对Al2O3/ZrO2(Y2O3)陶瓷复合材料的最佳增韧相含量、烧结致密化、显微组织、力学性能、相变增韧机制、抗热震性、可靠性等进行了系统研究。 研究表明，ZrO2(Y2O3)含量对复合材料的致密化、相对密度及力学性能有较大的影响。采用1550℃×2.5h的真空烧结工艺，ZrO2(Y2O3)含量在15vol％时Al2O3/ZrO2(3Y)复合材料相对密度可达到99.3％以上，同时复合材料组织均匀细小，综合力学性能最佳，抗弯强度和断裂韧性分别达到825MPa、7.8MPa.m1/2。而Al2O3/ZrO2(2Y)的抗弯强度和断裂韧性的最大值分别在ZrO2含量为15vol％和20vol％时出现，分别为738MPa、7.9MPa.m1/2。ZrO2(Y2O3)含量大于15vol％时，随ZrO2含量的增加，晶粒长大的倾向显著增大。XRD定量计算分析表明，ZrO2中Y2O3含量的不同，相变增韧能力也有较大差异。Al2O3/15vol％ZrO2(3Y)复合材料断裂过程中相变量Vt→m=43.8％，表明复合材料受应力诱导相变起主导作用，韧化和强化同时出现。Al2O3/20vol％ZrO2(2Y)复合材料断裂过程中相变量Vt→m=18.4％，抗弯强度为689MPa，断裂韧性达到最大，这可能是微裂纹增韧为主的结果。Al2O3、Al2O3/ZrO2(2Y)、Al2O3/ZrO2(3Y)三种材料的Weibull模数m分别为5.6、10.2、11.7，表明Al2O3/ZrO2(3Y)陶瓷的强度均匀性及可靠性最优。 Al2O3陶瓷和Al2O3/ZrO2(Y2O3)复合材料的热震性能研究及理论计算结果表明，ZrO2相变增韧能有效地阻止热震裂纹的扩展及合并，提高材料的抗热震性能。300～1100℃淬火温差范围内，Al2O3/ZrO2(3Y)和Al2O3/ZrO2(2Y)复合材料的残留强度和抗热震性均高于单相Al2O3陶瓷。经计算Al2O3/ZrO2(3Y)和Al2O3/ZrO2(2Y)复合材料的裂纹萌生阻力R分别为Al2O3陶瓷的2.16倍和1.82倍，而裂纹扩展阻力R""分别为Al2O3陶瓷的1.23倍和1.37倍，这与热震实验中残余强度的结果一致。复合材料优良的抗热震性能主要来自于应力诱导相变增韧和微裂纹增韧机制。 采用Al2O3、Al2O3/15vol％ZrO2(2Y)和Al2O3/15vol％ZrO2(3Y)复合材料制备了陶瓷刀具，并研究了对45＃淬硬钢的切削加工性能。所选定的刀具几何参数为：γ0=-5°，α0=5°，Kr=75°，λs=-5°，rε=0.8mm，γ01=-15°，br=0.5mm。在v=290m/min，αp=0.5mm，f=0.1mm/r切削条件下，研究了3种不同陶瓷刀具的耐磨性能。Al2O3/ZrO2(Y2O3)刀具材料的切削性能明显优于Al2O3材料，其中Al2O3/15vol％ZrO2(3Y)材料耐磨性最佳。这说明该材料具有优异的力学性能和高温性能，适合淬硬钢的干式切削。陶瓷刀具刀刃磨损后不同部位的显微组织分析表明，该材料的磨损机理主要为磨粒磨损和粘结磨损。切屑和刀具磨损表面的能谱成分分析表明，扩散磨损影响极小。 采用一元线性回归方法对Al2O3/ZrO2(Y2O3)陶瓷刀具的耐用度进行了评价，求解出耐用度模型中切削参数vc、f、αp的指数值分别是1.3、1.69、0.66。在优化出的最佳切削条件下(vc=140m/min，ap=0.5mm，f=0.3mm/r)，陶瓷刀具的耐用度为3小时。