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氧化物共晶陶瓷具有高强度、耐高温、耐氧化、高抗蠕变等优异性能,是高温氧化气氛下长期工作的优选超高温结构材料,其组织热稳定性好,使用温度可达1600～1700℃。现有共晶陶瓷制备技术中只有布里奇曼法适合制备较大尺寸的共晶陶瓷块体,但其生长速度慢,材料微观组织粗大、强度低；而其它技术制备的材料通常在毫米级以下。从工艺制备角度上,温度梯度、生长速度和微观尺寸之间内在关系限制了共晶陶瓷的加工制备。因此,如何同时实现较大尺寸样品的制备和微观组织控制,是制约共晶陶瓷进一步发展和结构件工程化应用的重要瓶颈。本文以Al2O3/ZrO2(YSZ)/YAG共晶陶瓷为研究对象,采用温度梯度适中的高温熔凝工艺(适合制备大块共晶陶瓷材料),通过调整工艺参数改变熔体的凝固路径和晶体生长速度,实现了较大尺寸共晶陶瓷的制备及其凝固组织的优化与控制。研究了凝固组织的变化规律,并运用凝固原理中经典形核机制和Jackson-Hunt共晶生长模型,探讨了凝固组织的演变机理。主要结果如下：通过提高熔体冷却速度,制备出组织细小的Al2O3/ZrO2/YAG共晶陶瓷块体,微观组织的特征尺寸细化到亚微米级。随着冷却速度增加,凝固体中依次出现三种典型的显微组织,分别为：晶团结构、树枝晶结构和胞状结构。建立三元共晶生长晶数学模型,给出Al2O3/ZrO2/YAG共晶凝固过程中溶质过冷度、曲率过冷度和动力过冷度与晶体生长速度的关系,阐释了溶质扩散特征长度和毛细作用特征长度对固-液界面形貌的影响。通过调控熔体温度或保温时间,制备出直径30mm的Al2O3/ZrO2/YAG共晶陶瓷块体,微观共晶层间距为350nm。采用经典异质形核理论,从熔体的晶胚分布和异质晶核点钝化角度分析了熔体温度(或保温时间)对形核过冷度和凝固组织的作用。熔体温度对凝固体组织结构的影响可以划分为三个阶段。第一阶段：随着熔体温度升高或保温时间延长,熔体中原子团簇结构衰退,熔体成分均匀化,形核过冷度增加,共晶组织细化。第二阶段：随着熔体温度升高,异质晶核点不断钝化,形核过冷度增加,共晶组织细化。第三阶段：当熔体温度超过某一临界值T。时,异质晶核点钝化严重,凝固路径改变,过冷熔体选择YAP相形核,生成Al2O3-ZrO2-YAP亚稳态复合陶瓷。提出“压力辅助成型”工艺,制备出坩埚形状Al2O3/ZrO2/YAG共晶陶瓷构件,该工艺可以有效地消除组织内部的缩松缺陷,抑制样块表面侵蚀性气孔的生成,有利于改善材料的力学性能。