陶瓷刀具具有耐高温,耐磨、硬度高等优点,广泛应用于精密加工领域,但其断裂韧性较低,限制了其广泛应用。微观组织是影响材料力学性能的重要因素,因此,通过模拟陶瓷刀具材料烧结过程中微观组织的演变,对其力学性能进行预测,可缩短刀具开发周期,降低生产成本,提高生产效率。本文从晶粒生长的晶界迁移理论出发,分析了影响晶粒长大的因素,并改进经典蒙特卡洛模拟方法,使用Matlab软件在组织中加入气孔相,不仅使模拟更接近实际烧结情况,且提高了模拟效率,本文研究内容如下:(1)模拟研究了第二相含量、第二相粒度、晶界能之比、烧结温度和烧结压力对微观组织的影响。模拟表明,第二相含量越高、粒度越小,对晶粒的细化效果越明显,呈“晶内型”分布的第二相颗粒占比越高;当两相晶界能比值相同时,得到呈“晶内型”分布的第二相颗粒占比较高,但第二相颗粒对基体相的钉扎效果不明显,当两相晶界能比值不同时,情况相反;烧结温度越高,晶粒生长越快,呈“晶内型”分布的第二相颗粒占比越高;烧结压力对微观组织无明显影响;通过改变以上参数可将呈“晶内型”分布的第二相比例控制在23.5%~27.6%。(2)建立了BP神经网络,用训练好的神经网络对论文中模拟的组织进行了力学性能预测,将微观组织与力学性能建立联系。结果显示,第二相含量升高导致的“晶内型”第二相颗粒占比高达27.6%,其抗弯强度较高,硬度和断裂韧性却较低;第二相粒度、烧结温度和烧结压力不同时,得到组织的“晶内型”第二相占比均在23.5%~26%,在此范围,“晶内型”第二相比例提高时,三种力学性能均有不同程度的提高。(3)设计并进行了复合陶瓷刀具材料热压烧结实验,观察断口形貌并测定试样力学性能,与微观组织模拟结果和力学性能预测结果接近。