本文以成年野猪獠牙和野生狼獠牙为研究对象,对比研究这两种以攻击为主要功能的獠牙牙釉质的分级结构特征、水合条件以及温度对牙釉质力学性能的影响,并分析了牙釉质这种天然生物陶瓷中的断裂机制和韧化机制,研究结果表明:野猪獠牙和野生狼獠牙的牙釉质均具有四级分级结构特征。四级结构分别为:一级结构羟基磷灰石(HAP)晶体纤维;二级结构单元-釉柱;三级结构釉质类型(三级结构);最后一级结构-釉质层。本论文最大的发现在于:野猪牙釉质的HAP纤维中存在有众多的纳米孪晶和多级纳米孪晶,而在野生狼牙釉质的HAP纤维中却存在有众多的5-10nm的晶粒,这一研究结果为人造复合材料的合成提供新思路。两种獠牙牙釉质的力学行为均表现出各向异性。沿平行于釉柱轴向上,野猪獠牙牙釉质具有较高的纳米硬度、弹性模量和断裂韧性,而狼獠牙牙釉质在垂直于釉柱轴向上纳米硬度和弹性模量较高,断裂韧性较低。牙釉质的力学行为还与水合状态和蛋白质的含量有关。在野猪獠牙中,从牙釉质的外表面到牙釉质本质界,显微硬度次外层最高,内层较低。纳米硬度由外到内先增高后稍微下降,弹性模量先增高后保持恒定,而断裂韧性表现为完全相反的变化趋势,整个釉质层呈现出外强内韧的结构特征。在水合条件下,野猪獠牙的纳米硬度和弹性模量均呈现不同程度的下降,而断裂韧性和蠕变能力却显著增加。狼獠牙在热处理之后,随着蛋白质的不断失活,纳米硬度、弹性模量以及断裂韧性均降低。研究发现,裂纹偏转和桥接,以及沿着薄弱的釉间质扩展或者截断釉柱这些因素导致牙釉质呈现出高强高韧。针对于以上所有实验结果,这种以攻击为主要特征的牙釉质具有优异韧性主要有以下两方面原因:第一,存在于相邻釉柱之间以及相邻HAP纤维之间的蛋白质,降低了裂纹尖端的应力强度因子;第二,牙釉质中存在的水分子作为一种润滑剂提高了宏观分子链/节的柔韧性。