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纳米复相陶瓷具有优良的室温和高温力学性能,使其在切削刀具、轴承、高温发动机部件等诸多方面都有广阔的应用前景.利用纳米复相陶瓷在高温下具有的超塑性进行成形加工是实现复杂形状零件近净成形的重要手段.该文以Al<<2>O<,3>-ZrO<,2>纳米复相陶瓷为研究对象,按照"粉体合成—块体制备—超塑成形"这一完备的工艺路线并结合组织性能分析来研究Al<,2>O<,3>-ZrO<,2>纳米复相陶瓷.采用醇-水溶液加热法制备了分散良好的纳米Al<,2>O<,3>/ZrO<,2>复合粉体.着重研究了反应物浓度、沉淀剂、煅烧温度对复合粉体性能的影响.通过采用新型的NH<,4>HCO<,3>代替NH<,4>OH作为沉淀剂,改变了凝胶的化学成分,得到了碱式碳酸盐前驱体,大大改善了粉体的团聚情况.最终得到了平均粒径15~20nm,比表面积69.5m<2>·g<-1>,由t-ZrO<,2>和α-Al<,2>O<,3>组成的纳米复合粉体.通过不同的烧结方法制备了纳米复相陶瓷.结果表明,无压烧结的材料晶粒细小但难以得到高的致密度;采用热压烧结和放电等离子烧结(SPS)在合适的条件下可以制备密度超过98.3％的晶内/晶界混合型纳米复相陶瓷.微观组织分析表明由于ZrO<,2>的添加,改变了基体Al<,2>O<,3>的晶粒形状,提高了材料的致密度,并相互细化了晶粒.Al<,2>O<,3>-ZrO<,2>复相陶瓷的超塑性球面拉深实验表明,晶粒尺寸显著影响材料的拉深性能.晶粒尺寸230nm的致密材料在1400℃压头速率为0.6mm·min<-1>时可以实现不同形状试件的拉深成形,成形过程中其内部空洞的产生和长大得到了有效抑制.复相陶瓷叶片模拟件的挤压成形试验表明,在1650℃~1700℃的温度范围内,材料表现出良好的成形性能,单位挤压力小于25MPa.在变形后的组织中观察到类似于金属变形后的流动迹线.挤压成形后材料沿流动方向具有良好的室温和高温强度,800℃时的三点弯曲强度为310MPa.Al<,2>O<,3>-ZrO<,2>纳米复相陶瓷球面拉深成形的主要变形机理为晶界滑移及晶粒重排.当粒径变大,流动应力较高时,变形的协调过程为晶界滑移产生的空洞及微裂纹蠕变协调机制.Al<,2>O<,3>-ZrO<,2>纳米复相陶瓷高温挤压成形的变形机制为基体晶粒的滑动和转动,晶间ZrO<,2>第二相的协调变形为晶界滑移的主要协调机制,同时伴随变形过程的动态和静态晶粒长大也起着重要作用.