随着人类科技水平的发展,对极端环境下服役的结构材料的需求也与日俱增。陶瓷-金属复合材料结合了陶瓷和金属各自的优异性能,可以满足极端环境下各自苛刻的要求。功能梯度材料作为一种特殊的复合材料,其具有极强的可设计性,材料的性质和功能呈梯度变化,并克服了传统复合材料的宏观界面带来的不利影响,非常适合作为极端环境下服役的结构材料。本文以AlN/Mo陶瓷金属复合材料为基础,研究添加h-BN后材料的物相组成及微观形貌变化规律,分析其致密化过程和内部反应机理,研究了材料结构与力学性能之间的关系。在此基础上制备添加h-BN的AlN/Mo功能梯度材料,并对物相和组织结构进行了表征,分析了影响其基本力学性能的因素,确定了最佳的制备工艺。实验结果表明,添加h-BN后AlN/Mo复合材料内部会出现反应产生的新相Mo2B,相比与Mo而言,其具有更优异的硬度与弹性模量,而且为一种韧性材料,对强化材料整体的力学性能和可加工性都有着重要的贡献。30vol%h-BN添加,1500oC烧结的AlN/Mo复合材料可以实现致密度99%以上,弯曲强度500MPa,维氏硬度9.34GPa,断裂韧性4.5MPa·m1/2,可加工性良好,是一种有着广阔应用前景的结构材料。此外,烧结温度的上升驱动着材料内部反应过程,Mo会与h-BN,Y2O3等发生一系列反应,在不同的温度下会有着不同的最终产物。当温度达到1550℃时,最终反应产物为Mo2B;当温度达到1600℃以上时,还会出现Mo B相及其不同晶型之间的相转变过程。根据总结得出的反应机理以及对反应产物的半定量分析,还总结得出了材料物相组成随温度的变化规律,对日后的研究工作有着一定的指导意义。在对添加h-BN的AlN/Mo功能梯度材料的研究中发现,各梯度层随着AlN含量的增加,最佳致密化温度大致呈现线性变化规律。各梯度层均达到致密时,其热膨胀系数差异较小,有利于减小功能梯度材料整体的残余应力。利用计算机辅助工程对烧结使用的石墨模具进行了重新设计与有限元分析模拟计算,实验验证表明重新设计后的模具可实现梯度化烧结温度场。与均匀烧结温度场相比,在梯度化烧结温度场下制备的添加h-BN的AlN/Mo功能梯度材料样品致密度更高,物相分布均匀,各梯度层之间的界面趋近消失,力学性能优异,径向弯曲强度可达到971.9MPa,有望应用于高温电池等苛刻环境中作为绝缘密封材料。