由烧结温度对Al2O3-TiC陶瓷材料的力学性能的研究可得，TiC质量分数为30%时，在1600℃烧结温度下得到的Al2O3-TiC陶瓷材料，其整体力学性能表现较好，因此，本试验继续在此烧结工艺下，对不同组分的Al2O3-TiC陶瓷材料进行力学性能测量和微观结构观察。设计了五种材料组分，TiC质量分数分别为20%、25%、30%、35%和40%。通过计算、称重、震荡、搅拌、球磨、干燥、过筛等操作得到五种不同组分的Al2O3-TiC陶瓷粉末，用以烧结制成Al2O3-TiC复合材料。不同配比的Al2O3-TiC陶瓷试样力学性能见表4-2。

表4-2　不同配比Al2O3-TiC陶瓷试样的力学性能

图4-7即为烧结温度1600℃时，TiC质量分数对Al2O3-TiC陶瓷材料表面硬度的影响。由图4-7可知，随着TiC质量分数的增多，Al2O3-TiC陶瓷材料的表面硬度值呈先增大后减小的情况。具体变化情况为：当TiC质量分数由20%变大到25%时，Al2O3-TiC陶瓷材料的表面硬度值缓慢升高；当TiC质量分数达25%时表面硬度值最高，为16.97GPa；当TiC质量分数由25%变大到30%时材料的表面硬度值变化明显，由16.97GPa降为16.21GPa；而后随着TiC质量分数的持续增加，Al2O3-TiC陶瓷材料的表面硬度值缓慢降低，变化不大。当TiC质量分数为20%、35%和40%时，材料的表面硬度值分别为16.78GPa、16.17GPa以及16.11GPa。由此分析，Al2O3-TiC陶瓷材料的表面硬度值受TiC质量分数的影响较大，且在TiC质量分数20%～30%变化时，Al2O3-TiC陶瓷材料的表面硬度值波动较大，在TiC质量分数30%～40%之间变化时，Al2O3-TiC材料的表面硬度值波动较不明显。

图4-7　TiC质量分数对硬度的影响

图4-8为烧结温度1600℃时，TiC质量分数对Al2O3-TiC陶瓷材料表面断裂韧性的影响。由图4-8可知，随着TiC质量分数的增多，Al2O3-TiC陶瓷材料的表面断裂韧性值呈先增大再缓慢减小的变化情况，质量分数为25%时测量值为最高值7.31MPa·m1/2，在质量分数为40%时达到最低值6.24MPa·m1/2。(www.daowen.com)

图4-8　TiC质量分数对材料断裂韧性的影响

图4-9所示为烧结温度1600℃时，TiC质量分数对Al2O3-TiC陶瓷材料抗弯强度的影响。由图4-9可得，随TiC质量分数的提高，Al2O3-TiC陶瓷材料抗弯强度值呈先增大后减小的变化情况；TiC质量分数25%时测量值为最高值489.7MPa；TiC质量分数40%时测量值为最低值454MPa。

图4-9　TiC质量分数对抗弯强度的影响

结合图4-7～图4-9可得，在烧结温度1600℃下，TiC质量分数为25%时，Al2O3-TiC陶瓷材料的整体力学性能较高，其硬度、断裂韧性和抗弯强度值分别为16.97GPa、7.31MPa·m1/2和489.7MPa。其原因主要是：TiC颗粒有弥散增韧的作用，TiC含量较少时，增韧作用不明显，此时烧结的组织结构不够致密，气孔较多。随着TiC含量的增加，硬质颗粒显著增多且均匀的分散在组织内部，气孔数量变少，组织致密度增大。但当TiC含量增加到一定程度时，会导致材料难以烧结，致密度下降，从而使Al2O3-TiC复合材料力学性能有所降低。