随着现代工业的迅猛发展，管道的用量越来越多。由于应用环境的复杂性，对管道材料的性能要求也越来越高。当今常用各类管道普遍存在功能单一、性能有限或成本高等问题，故开发新型的高性能复合管道显得尤为重要。三元复合管道产品是近年来本课题组为了满足石油、化工、石化、冶金和电力等领域复杂工况需求而研发的新材料，已成功地解决了一些工程构件使用寿命短的问题。在三元复合材料中，中间层陶瓷材料的选择至关重要，它对管道的高温耐热性和耐磨耐蚀性能的发挥起着关键的作用。因此，对陶瓷层材料进行较为深入细致的分析研究，对三元复合管道技术提升有着重要的理论意义和实际应用价值。本文以三元复合管道项目为应用背景，以中间层陶瓷材料为具体研究对象，从基础研究入手，对陶瓷种类的选择、合成方法的确定到陶瓷粉体的制备及制品的成型，以及粉体和制品的显微结构和性能的表征分析等开展了较为系统的研究，并在此基础上对三元复合管道的成型工艺进行了初步分析。 研究结果表明，高性能硼化物陶瓷材料因其具有高强、高硬度及良好的耐磨耐蚀性能是三元复合管道陶瓷衬里层的最佳候选材料之一。燃烧还原合成法，高效节能，是目前制备硼化物陶瓷粉体的有效手段。粉体合成过程机理：原料粉体水份的失去→B2O3的熔化→B2O3(l)+Al(Mg)(s)→B+Al2O3(MgO)→Al(Mg)熔化→TiO2(ZrO2)+Al(Mg)→Ti(Zr)+Al2O3(MgO)和Ti(Zr)+2B→TiB2(ZrB2)。 燃烧还原合成法制备的TiB2/Al2O3、ZrB2/Al2O3复相粉体与单相TiB2粉体相比，具有颗粒粒度分布窄、粒径小的特点，这主要与复相颗粒间具有良好的界面结合有关。这决定着复相粉体具有良好的成型性和烧结行为。 热压烧结技术是制备高致密度硼化物陶瓷材料的主要途径之一。利用热压烧结技术制备的单相TiB2和复相TiB2/Al2O3、ZrB2/Al2O3陶瓷材料在相同烧结温度的条件下，复相陶瓷较单相陶瓷具有更高的致密度。烧结工艺对陶瓷材料力学性能有非常重要的影响。在相同烧结温度和烧结时间的条件下，TiB2/Al2O3复相陶瓷较TiB2单相陶瓷具有更高的抗弯强度和断裂韧性。Al2O3陶瓷的存在，对单相TiB2陶瓷材料来说起着增强增韧的效果。ZrB2/Al2O3复相陶瓷材料较TiB2/Al2O3具有更高的抗弯强度和较大的断裂韧性值，这主要与组成材料的二硼化物的性质不同有关。 改性不饱和聚酯树脂具有吸水率低、成型方便及耐蚀性高等优点，是合适的三元复合管道用基体树脂。填充偶联剂表面改性SiO2颗粒以后，固化时间减少，材料的力学性能有所提高，在固液混合流体介质中的耐冲蚀能力大大提高。 硼化物陶瓷/不饱和聚酯树脂之间界面呈复杂而巨大的机械嵌套似海岛状的显微结构，这种交错咬合的界面对于提高三元复合管道中陶瓷层和树脂间的界面结合是十分有利的，同时复合材料良好的力学性能为三元复合管道耐磨耐蚀等优越性能的发挥提供一定的保证。