陶瓷金属化是将陶瓷的高强度、高硬度、耐酸碱、耐腐蚀、绝缘性和金属材料的导电、导热、便于钎焊封装等特性结合起来,陶瓷金属化器件在航空航天、微电子封装、生物医药、化工、冶金、真空电子、新能源领域得到了广泛应用。陶瓷基体的密度、气孔率和玻璃相含量以及基体与金属化层的润湿性、热膨胀系数的匹配性对陶瓷金属化制品的性能具有重要影响。本文探讨了不同密度、气孔率、玻璃相含量的Al2O3陶瓷基体对金属化后试样微观结构、力学性能、气密性的影响,并探讨了陶瓷金属化的相关机理,进而设计并制备了不同热膨胀系数的陶瓷基体和金属化层,结合实验结果,初步阐明了陶瓷基体与金属化层热膨胀系数的匹配原则,并实现了陶瓷与金属化配方热膨胀系数的有效调控。主要研究结果如下:（1）探讨了不同种类添加剂对Al2O3陶瓷的力学性能的影响。Mg O主要通过与Al2O3生成液相,促进烧结致密化;而Ti O2主要通过与Al2O3形成置换固溶体,降低烧结温度;3Y-Zr O2主要通过相变增韧来提高Al2O3的强度,其中添加1%Ti O2的95%Al2O3陶瓷强度为331MPa,性能最佳。（2）孔隙率和玻璃相含量对Al2O3陶瓷基体力学性能影响较大。当孔隙率为0.77%的95%Al2O3陶瓷抗弯性能最高,达330MPa。当陶瓷的玻璃相为1.0 vol%时,99%Al2O3陶瓷的抗弯性能最高,达到376MPa。（3）陶瓷基体孔隙率的增加,有利于含锰玻璃相从金属化层扩散到Al2O3基体时,同时,较高的孔隙率可提供更多的空间来“吸收”扩散的含锰玻璃相;当陶瓷基体具有相似的孔隙率和孔径时,含锰玻璃相的扩散行为主要受基体中玻璃相含量的影响,玻璃相含量越高,含锰玻璃相的扩散路径越长,有利于试样抗拉力的提高,当陶瓷基体中玻璃相的含量为9.5 vol%（G-9.5-M）时,气孔率为0.86%,金属化后的试样抗拉力达到10035N。（4）在金属化过程中,由基体孔径引起的毛细作用力是含锰玻璃相扩散的主要驱动力,而基体的孔隙度会影响基质对含锰玻璃相的“吸收性”,基体中的玻璃相含量则会影响含锰玻璃相在基体中的扩散深度。这三个因素相互作用的结果表现为金属化试样的微观结构演变和力学性能的变化。（5）采用修正后的Turner model公式所计算的陶瓷基体、金属化层的热膨胀系数理论值与实验值较为接近,该公式可为预测陶瓷基体的热膨胀系数,设计金属化层配方提供有益借鉴;从金属化实验结果来看,当陶瓷基体与金属化层的热膨胀系数的差值在（0.01～0.42）×10-6/℃时,基体和金属化层匹配性较高,陶瓷金属化后抗折力提升了66%,从1200N提高到1990N,陶瓷与金属之间的抗拉力达到了9499N。