近些年来梯度功能材料(FGM)的应用已经渗透到了各个领域,并已逐步向实用化发展。然而,迄今为止,有关功能梯度材料的研究大都限于板状试样的制备,关于梯度复合管制备的报道较为少见。本文以ZrO2和SUS316L为原料,创新性的将流延法与对辊辊压工艺相结合,制备多层梯度复合管,并从非对称型复合板变形曲率的角度考虑,设计复合管。从管壁梯度成分分布、辊压压力和烧结工艺等方面分析了各个工艺参数对复合管制备的影响,观察了复合板与复合管的宏观形貌与微观组织,分析了管壁元素分布和显微硬度分布,最后进行了热震性能测试以及抗压强度实验。结果表明：ZrO2/SUS316L对称型梯度复合板无明显的弯曲变形现象,界面结合良好。但对于ZrO2/SUS316L非对称型梯度复合板,当板材宽度大于2cm,并且在无压烧结的情况下,就以一定曲率发生弯曲变形和开裂。而且曲率测量结果与方程计算结果基本相符。对管壁梯度成分分布进行优化,可以减小梯度层间的内应力；当辊压压力P<5MPa时,梯度复合管素坯不能成型,层间疏松,当P≥15MPa时制备的梯度复合管管壁表面粗糙不平、有褶皱现象；由第三冲击因子估算得到10vol.%、5vol.%、20vol.%梯度过渡的复合管烧结过程的平均降温速率分别为0.75℃/min、0.8℃/min、0.8℃/min,减少了ZrO2/SUS316L复合管在降温过程中产生裂纹的倾向。宏观上复合管基本没有发现开裂、变形和分层等缺陷,微观分析表明,随梯度过渡比例减小,梯度层界面处逐渐模糊,过渡良好。梯度复合管管壁的孔洞缺陷基本产生于Zr02聚集处,通过混合粉预磨的方法可以减少管壁的孔洞缺陷。管壁的硬度变化基本呈线性分布,但随梯度过渡比例的增大,硬度曲线变化越来越陡。梯度过渡比例越小,抗热震性能就越好,而且通过热震试验后的破坏特点,发现相邻层间过渡不能仅以成分比差值的大小作为依据,同时还应以结构和性能差异的大小为依据,这一点在制备多层复合管进行各层成分选择时尤为重要。经过热震试验后,各层间过渡界面组织无明显变化,层间结合良好,烧结体具有较高的组织稳定性。压缩实验表明：随梯度过渡比例的减小,抗压强度降低,但却增加了断裂能量的消耗和各梯度层间的结合强度,整体上减小了ZrO2/SUS316L复合管工作失效的可能性；随外径的增加,抗压强度降低；随管壁厚度的增加,抗压强度增强；裂纹扩展表明梯度复合管壁局部微结构的各向异性会导致裂纹在某处发生偏转或分叉,但对裂纹总体的扩展方向不会有太大的影响,其中夹杂相和基体相的界面也会影响裂纹的扩展路径,裂纹会沿着较弱的界面扩展。