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Al2O3-TiC复合材料（简称AT）是一种重要的结构陶瓷,由于高的硬度、良好的化学稳定性和耐磨性,得到了较为广泛的应用。但在使用中存在开裂及表面剥落等现象,表明其韧性和强度较低,还有待提高。 采用化学镀的方法将金属Co包覆在Al2O3和TiC粉体的表面,可望避免传统球磨法所导致的有少量金属相的陶瓷粉体混合不均匀的问题;通过加入少量金属相进行界面改性,改善单一颗粒增韧的强韧化效果,实现复合增韧。 本研究采用热压烧结工艺制备了Co包覆Al2O3-TiC复合材料（简称ATC）,主要研究内容如下:采用不同Co含量（1.5～5vol%）的包覆型Al2O3和TiC混合粉体进行了1500～1700℃的热压烧结实验研究,并检测了各试样的常温下的硬度、抗弯强度、断裂韧性。作为对比,在1700℃热压烧结了未包覆的AT复合材料。与AT复合材料相比,ATC复合材料的力学性能有较大幅度的提高。在实验范围内,可以认为4vol%的Co含量为最佳含量,最佳综合力学性能为:硬度HRA为92.7、σ为782MPa,KIC为7.81 MPa·m1/2。其断裂韧性、断裂强度与AT复合材料相比分别提高了59%和40%。进一步的工艺参数优化结果表明,最佳工艺为1650℃/30min/30MPa。 利用XRD、EPMA、SEM、TEM和HRTEM研究了ATC4复合材料的微观结构。表征结果表明,复合材料的相组成为α-Al2O3、TiC和CO,没有新相生成。Co相在Al2O3基体中分布比较均匀,部分位于TiC与Al2O3的界面间,且分布良好。晶间的Co颗粒对位错产生钉扎,亚界面的形成使基体细化。断裂方式为沿晶与穿晶混合断裂,并且可见较高长径比晶粒的拔出。HRTEM观察表明Co与Al2O3两者间的界面主要为半共格界面。由于烧结温度高于Co的熔点,在降温过程中Co由熔融态凝结为固态,Co倾向于与Al2O3晶面成择优取向方向结合。 ATC4复合材料中的Co颗粒热残余应力增韧和延性金属相增韧对增韧的贡献均较微弱。ATC4复合材料的韧性提高主要来自裂纹和TiC颗粒直接作用时更为有效的裂纹桥联与裂纹偏转。“晶间型”Co颗粒同时起到了细化基体晶粒和强化晶界的作用,并且对位错还具有钉扎作用。对材料表面压痕裂纹的分形维数的计算表明,ATC4复合材料具有更高的分形维数,断裂韧性与分形维数之间存在着正比的对应关系。Co对复合材料韧性的提高主要表现在其间接作用:Co相既促使具有较高长径比的TiC颗粒生成又保证了桥联颗粒与基体间相对较弱的界面结合,使裂纹桥联和偏转机制得以有效发挥。 采用急冷-强度法与压痕-急冷法对AT和ATC4复合材料的单次和循环抗热震性能进行了研究。两种测试方法均表明,复合材料ATC的抗热震性能比AT的抗热震性能有所提高。但两种材料对循环热震都较为敏感,而且在较高循环次数下（400℃下20次）循环热震后