中文摘要：

基于多元多尺度的设计思想，主要以TiB2为基体，以微米、纳米TiN颗粒及金属相为添加相，系统研究了组分配比、烧结工艺、微观结构和力学性能之间的关系。研究表明，分散介质为无水乙醇时材料各项力学性能明显优于分散介质为去离子水时材料的力学性能。研制成功了新型多元多尺度TiB2基纳米复合陶瓷刀具材料BN10N5-2和BN20N5-2，在最佳烧结工艺下BN10N5-2的抗弯强度、断裂韧度和维氏硬度分别为1056MPa、6.52 MPaom1/2和18.6GPa，BN20N5-2的相应力学性能分别为1053MPa、6.92 MPaom1/2和18.8GPa。从多元性和多尺度两方面分析了多元多尺度TiB2基纳米复合陶瓷刀具材料增韧补强机理，金属相能改善界面结合强度，产生裂纹桥联作用；TiN颗粒能抑制基体晶粒的长大，产生位错增韧补强作用；多尺度TiN颗粒产生残余应力场增韧和裂纹偏转增韧，内晶型纳米TiN颗粒能产生前扩展区宽化增韧机制，同时能有效减小裂纹扩展长度，提高材料的强度。切削实验研究表明，新型多元多尺度纳米复合陶瓷刀具BN10N5-2和BN20N5-2更适于在高速下连续切削淬火45#钢。