钛酸铝（Al2TiO5）具有低热膨胀、低热导率、高熔点、高抗热震性等诸多优异性能,被广泛应用于高温耐火材料领域。由于钛酸铝具有极强的热膨胀各向异性,在烧结冷却过程中易产生大量的微裂纹,利用此特性可制备类似于“可弯砂岩”结构的柔性钛酸铝陶瓷。然而,大量的晶间微裂纹也会导致钛酸铝陶瓷机械强度降低,从而限制其广泛应用。为了解决这一问题,本文以高温性能好、力学强度高且与钛酸铝化学相容性良好的莫来石作为增强相,拟通过莫来石相的引入,在保证钛酸铝陶瓷柔性的同时,提高其机械强度,详细研究了莫来石增强柔性钛酸铝陶瓷的制备与性能,并探讨了相关机理。本文主要从以下两个部分展开:首先,以氧化铝和二氧化钛为主要原料,以氧化铁和氧化镁为添加剂,采用固相反应烧结法在1500°C烧结2 h制备了柔性钛酸铝陶瓷。详细研究了升降温速率对柔性钛酸铝陶瓷微观结构及力学性能的影响,定量研究了微裂纹结构（微裂纹宽度和微裂纹密度）对柔性钛酸铝陶瓷力学性能的影响,探讨了不同微裂纹结构的柔性钛酸铝陶瓷在受力加载时的损伤机理。研究结果表明,冷却速率越快,柔性钛酸铝陶瓷的微裂纹宽度和微裂纹密度越大。此外,柔性钛酸铝陶瓷的机械强度随着微裂纹宽度的增加略有降低,但其柔性略有提高。在升温速率为5°C/min,冷却速率为空冷（≈400°C/min）时（微裂纹宽度中值和微裂纹密度分别为0.533μm和6831.88 N/mm~2）,钛酸铝陶瓷具有最佳的柔性,此时弯曲应变为1.10%。这些研究结果表明,通过冷却速率的调控很难从根本上提高柔性钛酸铝陶瓷的机械强度。在此基础上,本研究引入莫来石相对柔性钛酸铝陶瓷进行增强改性。由于铝源的粒径和晶型对烧成后的莫来石陶瓷微观结构及力学性能均有较大影响,进而影响莫来石增强柔性钛酸铝陶瓷的微观结构与力学性能。因此,本部分首先详细研究了铝源的粒径和晶型对莫来石陶瓷微观结构及力学性能的影响。研究结果表明,铝源粒径越大,在相同预烧结温度下,莫来石陶瓷骨架结构更粗大、致密度更高和机械性能更优。由于PS500-C（将粗Al（OH）3经500°C预烧结后得到的铝源）制备的莫来石陶瓷能够与柔性钛酸铝陶瓷的固相反应烧结制备工艺保持一致,因此通过该莫来石的引入对柔性钛酸铝陶瓷进行了增强改性。本文分别采用二次烧结法和一次烧结法两种工艺制备了莫来石增强柔性钛酸铝陶瓷,详细研究了莫来石含量对柔性钛酸铝陶瓷微观结构及力学性能的影响,并对二次烧结法和一次烧结法制备的样品的微观结构及力学性能进行了深入的对比分析。研究结果表明,莫来石的引入可细化钛酸铝晶粒,使晶间微裂纹宽度变窄,但当莫来石含量过高时,微裂纹将被玻璃相填充。随着莫来石含量的增加,样品的强度均提高,柔性均降低。但在各莫来石添加量下,一次烧结法制备的样品始终比二次烧结法制备的样品具有更高的强度和更好的柔性。当莫来石含量为5 wt.%时,一次烧结法制备的样品具有最佳的综合力学性能,与未添加莫来石的样品相比,其弯曲强度从6.24 MPa增大为12.31 MPa,提升97.28%;弯曲应变仅从1.02%减小为0.94%,降低7.84%。这些研究结果表明,莫来石的引入在保持样品原有柔性的同时,可以大幅提高其机械强度。