Al₂O₃/钢铁基复合材料作为陶瓷/金属复合材料中的一部分,它兼备了陶瓷材料以及钢铁材料的优良性能,具有耐磨损、耐高温、高比模量、高比强度、密度小、韧性好以及良好的导电导热性等显著特点。三维网络Al₂O₃/钢复合材料中的钢和陶瓷在空间上呈现出了三维网络状的贯穿结构,相比传统的纤维增强、颗粒增强等复合材料,其性能有大幅度的提升,但是陶瓷与钢铁之间润湿性极差,因而如何改善两者之间的润湿状况就成了广大研究者关注的问题。本课题利用CVD法在陶瓷骨架及其表面上涂覆金属Ti涂层,改善了Al₂O₃陶瓷与钢之间的润湿状况,采用真空消失模铸造法制备Al₂O₃陶瓷/Ti/钢复合材料;研究了复合材料界面的结合情况以及其力学性能,讨论了不同类型的结合界面对复合材料性能的影响。研究的结果表明:多孔陶瓷外表面及骨架内部可以获得平整、均匀的钛涂层,熔融钢液在Ti涂层的诱导作用下可以完全浸渗到多孔陶瓷骨架的孔隙中,并且占据多孔陶瓷的三角微孔与孔筋,能够制备得内部无坍塌、无宏观孔洞且界面紧密结合的网络Al₂O₃陶瓷/Ti/钢复合材料。镀钛层的Al₂O₃陶瓷与钢界面结合的主要机制有机械结合和冶金结合,在高温条件下Fe、Ti和Al₂O₃两相及三相之间会发生反应,生成新的金属间化合物Fe2AlTi、FeAlTiO5和Fe2Ti等,形成了一种紧密结合的界面。陶瓷体积分数的增加会导致复合材料抗拉强度降低,复合材料的抗拉强度略低于钢基体但高于实体Al₂O₃陶瓷。随着复合材料中陶瓷体积分数的增加其抗弯强度也逐渐降低。以钛为涂层的Al₂O₃/钢复合材料的界面结合方式为冶金结合与机械结合,以镍为涂层的Al₂O₃/钢复合材料结合方式为机械结合,前者的抗弯强度明显高于后者。复合材料弯曲和拉伸过程中的裂纹都萌发于陶瓷与钢的结合界面处,Al₂O₃陶瓷/钢复合材料结合界面强度的提高会使得其整体力学性能得到提升。