陶瓷刀具具有高硬度、高耐磨性、良好的热稳定性、以及优异的切削加工性能等诸多优点，同时制备陶瓷刀具的原料价格低廉、来源丰富，故使其未来在刀具界拥有广泛的应用前景。但由于脆性大、强度较低、且焊接困难的缺点很大程度上限制了其应用范围，尤其是对于纯Al₂O₃陶瓷刀具，使其未能得到广泛使用，因此对陶瓷刀具进行增韧补强一直是陶瓷刀具界的研究重点跟难点。通过在Al₂O₃陶瓷材料中添加各种碳化物（TiC、SiC、WC），进行颗粒弥散增韧的方法，经热压烧结成型后，可以提高其强度跟韧性，但这种方法对其性能的改善有限，并不能满足现代切削技术的要求。本文将仿生叠层的概念引入到陶瓷刀具的设计研制中，成功的研制出Al₂O₃-TiB₂/Al₂O₃-TiC仿生叠层复合陶瓷刀具，并对其微观组织结构、力学性能及切削特性进行了分析。TiC、TiB₂与Al₂O₃具有良好的化学相容性，且热膨胀系数相差不大，而TiB₂比TiC拥有更高的导热系数及硬度，本文通过仿生叠层设计，将Al₂O₃/TiB₂作为表层，Al₂O₃/TiC作为中间层，通过调整TiB₂、TiC在Al₂O₃中的不同配比，以及各层的厚度，使烧结后的Al₂O₃基陶瓷刀具的表面产生残余压应力，以提高其综合性能。通过原料的配比、热压工艺、以及不同的层厚比三个方面去设计制备和改善Al₂O₃-TiB₂/Al₂O₃-TiC陶瓷刀具的力学性能。通过切削45#淬火钢对所研制的仿生叠层复合陶瓷刀具进行切削性能研究，并与市面上已销售使用的普通陶瓷刀具的切削性能进行比较，对其磨损性能进行了分析。试验结果表明，本课题所研制的仿生叠层复合陶瓷刀具的抗磨损、抗冲击性能优于普通的陶瓷刀具。