通过之前的研究内容可得，Al2O3-TiC陶瓷材料在TiC质量分数为25%，烧结温度为1600℃烧结条件下得到的复合材料力学性能较高。因此本节试验继续采用这种烧结工艺，将加工出的微织构凸模与预制的Al2O3-TiC粉末一同放入石墨套筒中，进行加压烧结，使微织构置入到陶瓷材料内部，最终得到含有微织构的Al2O3-TiC陶瓷材料，将这种加工微织构试样的方法称之为原位成型法。

在预制的Al2O3-TiC陶瓷粉体中置入四种不同间距的沟槽型微织构凸模，制成四种Al2O3-TiC原位成型微织构陶瓷试样，由微织构间距的不同，将这四种材料分别命名为AT100、AT150、AT200和AT250，无织构试样命名为AT00。将其烧结完成后切成4mm×5mm×34mm的试样条，每种类型的微织构材料取4个试样条，经粗、精磨等表面处理后测其硬度、断裂韧性和抗弯强度，最终数值取这四个试样条数据的平均值。不同微织构Al2O3-TiC陶瓷试样的力学性能如表4-3所示。

表4-3　不同微织构Al2O3-TiC陶瓷试样的力学性能

微织构Al2O3-TiC陶瓷材料的硬度曲线如图4-10所示。由图4-10可知，随微织构间距的增大，Al2O3-TiC陶瓷材料的硬度有逐渐增大的趋势。具体变化趋势为：微织构间距在0～100μm范围内Al2O3-TiC陶瓷材料的硬度值变化不明显，由16.97GPa变为16.98GPa；当微织构间距由100μm增加到200μm时，Al2O3-TiC陶瓷材料的硬度值急剧增加，由16.98GPa增加到17.14GPa；当微织构间距继续增加时，Al2O3-TiC陶瓷材料的硬度值反而下降，在间距250μm处，材料的硬度值为17.09GPa。

图4-10　微织构Al2O3-TiC陶瓷刀具材料的硬度曲线

微织构Al2O3-TiC陶瓷材料的断裂韧性曲线如图4-11所示。由图4-11可知，随微织构间距的增大，Al2O3-TiC陶瓷材料的断裂韧性值有逐渐增大又急剧下降的趋势。具体变化情况为：当微织构间距在0～200μm范围内变化时，微织构Al2O3-TiC陶瓷材料的断裂韧性值缓慢增加，在0μm、100μm、150μm和200μm处，断裂韧性值分别为7.31MPa·m1/2、7.34MPa·m1/2、7.38MPa·m1/2和7.41MPa·m1/2。随着微织构间距由200μm增加到250μm，微织构Al2O3-TiC陶瓷材料的断裂韧性值急剧下降，当微织构间距为250μm时，断裂韧性值下降为6.56MPa·m1/2。(www.daowen.com)

图4-11　微织构Al2O3-TiC陶瓷材料的断裂韧性曲线

微织构Al2O3-TiC陶瓷材料的抗弯强度曲线如图4-12所示。由图4-12可知，微织构Al2O3-TiC陶瓷材料的抗弯强度曲线变化情况与断裂韧性曲线变化情况相似。在微织构间距0～200μm范围内，微织构Al2O3-TiC陶瓷材料的抗弯强度值缓慢增加，在0μm、100μm、150μm和200μm处，抗弯强度值分别为489.7MPa、504.8MPa、506.6MPa和512MPa。随着微织构间距的继续增加，微织构Al2O3-TiC陶瓷材料的抗弯强度值急剧下降，在250μm处抗弯强度值下降为430MPa。

图4-12　微织构Al2O3-TiC陶瓷刀具材料的抗弯强度曲线

由图4-10～图4-12可知，当微织构间距为200μm时，微织构Al2O3-TiC陶瓷材料的综合力学性能最高，在间距由0增加到200μm时，力学性能逐渐增高，当间距大于200μm时力学性能下降。其原因可能是：适当地添加石墨润滑剂，使石墨与Al2O3-TiC陶瓷材料烧结到一起，改变了复合材料的组织结构，增加了陶瓷材料内部结构的复杂程度，从而提高了复合材料的力学性能。但由于石墨硬度和强度较低，当添加量达到一定程度时，会降低复合材料的硬度，从而影响断裂韧性和抗弯强度等力学性能。