碳纳米管是近十年来发现的一种新型一维管状碳材料,其因具有优异的力学、电学、热学和光学等特性而受到众多学科领域研究者的青睐,同时在先进陶瓷领域也引发了新的研究热点.已有公开报道的陶瓷基碳纳米管复合材料主要是利用碳纳米管高弹性模量和抗弯强度等力学性能,以期在结构陶瓷材料中(如氧化铝、碳化硅和氧化锆等)达到增强增韧的效果,但是大多数的增幅大大低于人们的预想值.这主要有两方面的原因:首先,碳纳米管不能很好地和陶瓷基体相容并分散其中;其次碳纳米管/陶瓷界面结合问题没有解决.基于以上的研究现状和存在的问题,本博士论文首次将碳纳米管引入到功能陶瓷材料-钛酸钡中制备了新型功能复合材料,发展出将传统陶瓷制备工艺和湿化学法相结合的新型制备方法以获得碳纳米管均匀分散的钛酸钡复合陶瓷粉体.该工艺特点在于先合成无机材料包裹碳纳米管的新型复合材料,然后将这种复合材料取代原始碳纳米管添加入钛酸钡纳米粉末中,结果表明该复合粉体具有良好的烧结特性.这种新型制备工艺非常适合拓展到其它复合粉体制备过程中.论文进一步采用不同的烧结方法包括热压和快速等离子烧结,获得了致密的碳纳米管/钛酸钡复合陶瓷.显微形貌分析表明碳纳米管在陶瓷中的分布不同于已报道的晶界型分布,而是晶内型分布.X衍射结果表明晶内型碳纳米管复合材料中存在巨大的压应力.首次发现了碳纳米管能够室温稳定钛酸钡高温相-六方相.碳纳米管/钛酸钡复合陶瓷对比纯钛酸钡陶瓷断裂韧性有了大幅度提高,然而有趣的是电导率和热导率性能都有显著的下降.我们对这些试验现象都从理论上做了初步解释,并用模型进行模拟.