ZrO₂的增韧效应主要是利用其t-m相变过程中的体积改变，这一变化与ZrO₂晶粒的尺寸密切相关。本课题利用纳米级m-ZrO₂颗粒对亚微米Al₂O₃进行增韧，着重研究了增韧效果与ZrO₂体积分数的关系；同时通过与文献上的结果相比较，讨论了烧结工艺和ZrO₂形态对增韧效果的影响。 利用PMAA-NH₄作为分散剂，通过测量固含量为15vol.％的Al₂O₃和纳米m-ZrO₂悬浮液的流变曲线，我们仔细研究了分散剂含量和悬浮液pH值对悬浮液分散性的影响。研究结果表明，PMAA-NH₄对Al₂O₃和纳米m-ZrO₂都有明显的分散效果，但具体分散条件有所不同。为使两种颗粒的悬浮液同时保持稳定，我们选择的分散条件为：PMAA-NH₄含量为0.3wt.％，pH值为9。这主要利用了PMAA-NH₄的电空间稳定机制。 实验结果表明，超声振荡对纳米m-ZrO₂的稳定性没有积极效果，这可能与超声振荡工艺选择不当有关。实验结果表明微米级3Y-TZP颗粒分散的最佳分散条件为pH值为9，与纳米m-ZrO₂明显不同，这主要是因为其比表面减少导致其吸附能力减弱的缘故。 我们对纯Al₂O₃和含10vol.％纳米m-ZrO₂的复合材料的烧结行为进行了研究。从样品的升温曲线可以看出，加入纳米m-ZrO₂以后，样品的开始烧结温度提高了将近从1033℃提高到1216℃，在1600℃下，样品的最终收缩率分别为18.2％和16.0％，这些现象说明加入m-ZrO₂后样品的烧结困难程度大大增加。从等温对数曲线可以看出，纯Al₂O₃样品在烧结初期的ln(（ΔL/L₀）—lnt曲线的斜率近似为0.4，与Coble的理论相符，但加入m-ZrO₂以后，相应的斜率变成1/3左右，与纳米ZrO₂的烧结行为相似。 加入纳米m-ZrO₂以后，从烧结高温冷却到室温的过程中，含2vol.％m-ZrO₂的样品有50.3vol.％的ZrO₂以四方相形式保留下来。由于加入的ZrO₂不含稳定剂，这说明Al₂O₃基体对纳米m-ZrO₂有一定约束作用。当m-ZrO₂体积分数为10vol.％时，保留下来的四方相相对含量仅为31.2vol.％，说明随着纳米m-ZrO₂的增加，保存下来的四方相含量呈下降趋势。 我们对不同纳米m-ZrO₂含量的样品进行了断裂韧性、断裂强度和显微硬度的测量。测量结果表明，在纳米m-ZrO₂含量为4vol.％时，样品的断裂韧性达到极大值，为5.84MPa.m^1/2；在纳米m-ZrO₂含量为2vol.％和4vol.％时断裂强度比较接近，达到极大值，分别为395.0MPa和390.0MPa；加入m-ZrO₂后样品的显微硬度明显下降，当m-ZrO₂含量达到4vol.％时，显微硬度为12.76GPa，m-ZrO₂含量超过4vol.％后， 摘要样品的显微硬度不再下降，甚至略有回升。本文从ZrOZ相变增韧和微裂纹增韧两种机制出发对实验结果进行了深入研究和讨论。