陶瓷结构中原子排列的性状决定其在受载断裂过程中，除了产生新的断裂表面所需要的表面能外，几乎没有其他吸收能量的机制，这就是陶瓷脆性的本质所在。所以材料学者们改善陶瓷材料脆性的基本思想是：首先是在材料内部设置能够引起能量消耗的机构，使外载荷的能量不至于集中到裂纹尖端使裂纹迅速扩展；同时设法阻滞裂纹扩展，使裂纹转向、分叉来延缓或阻止裂纹继续扩展。为了增加陶瓷材料的韧性和强度，近年来，各国学者研究了多种增韧机制，如弥撒增韧、微裂纹增韧、裂纹偏转增韧、纤维拔出增韧、纤维桥联增韧、基体预受压应力和应力诱导相变增韧等，它们可单独或联合发生作用[1，10]。目前已有的增韧机制和增韧效果见表5-1。
表5-1陶瓷基复合材料的增韧机制[1]
①理论上最高增韧效果，即增韧后的最高断裂韧度与未增韧材料断裂韧度的比值。
2.纤维增强陶瓷基复合材料的断裂模式
欲讨论纤维增强陶瓷基复合材料的增韧机理，首先要了解纤维增强陶瓷基复合材料断裂模式。在陶瓷基复合材料中，由于基体在外力作用下首先开裂，图5-1为纤维增强陶瓷基复合材料的断裂模式图。当纤维-基体界面结合强时，会发生如图5-1b所示的断裂模式，即纤维与基体同时在基体的断裂应变下发生断裂（脆性断裂）。但当纤维与基体界面结合适中时，基体出现裂纹后，界面局部解离，纤维可以在断裂面之间将碎裂的基体桥联起来，如图5-1c所示，使复合材料继续承担载荷[10]。
图5-2所示为典型的纤维增强陶瓷基复合材料和单相陶瓷的应力-应变曲线。由图可知，复合材料的断裂功远大于单相陶瓷的断裂功（由应力-应变曲线与横坐标所包围的面积大小衡量）。下面就此曲线讨论纤维增强陶瓷基复合材料的增韧机理[1，106]。
图5-1 纤维增强陶瓷基复合材料的断裂模式图
a）原始材料 b）脆性断裂 c）纤维桥联
注：该图取自参考文献[10]
图5-2 应力-应变曲线
a）纤维增强陶瓷基复合材料 b）单相陶瓷(www.xing528.com)
注：该图取自参考文献[106]
纤维增强陶瓷基复合材料的破坏过程大致可分为三个阶段[1，106，118]：
第一个阶段为OA段。在此阶段，应力较低，复合材料处于线弹性状态。当应力达到A点时，由于基体所受应力超过基体极限强度，基体出现裂纹，使复合材料的应力-应变曲线开始与线性偏离。
第二个阶段为AB段。随着应力的提高，基体裂纹越来越大。当应力达到B点后，复合材料内纤维开始断裂，因此，B点应力即为复合材料的极限强度，与单相陶瓷材料（见图5-2b）相比，复合材料的极限强度有时可能低于单相陶瓷材料的极限强度，但应力为极限强度时，复合材料的应变值却远大于单相陶瓷材料的应变值，即复合材料的断裂功远大于单相陶瓷材料的断裂功。
第三个阶段为BC段。此阶段对应于纤维与基体界面的解离导致裂纹偏转、纤维断裂和纤维拔出等过程。这些过程都将吸收能量，使得材料的韧性及断裂功增加。
3.连续纤维增强陶瓷基复合材料的增韧机制[1，106]
图5-3为纤维增强陶瓷基复合材料增韧过程示意图。由图可见，在轴向应力作用下，纤维增强陶瓷基复合材料的断裂包含基体开裂、基体裂纹逐渐向纤维与基体间界面扩展、纤维脱粘、纤维桥联、纤维断裂和纤维拔出等复杂过程。下面简要叙述纤维增韧的几种主要机制：
（1）纤维脱粘 基体裂纹尖端扩展到界面处时被纤维阻止。当纤维与基体间界面结合较弱时，裂纹会发生偏转，偏离原来扩展方向而沿着与纤维轴平行的方向继续扩展，使裂纹扩展路径增长，或者裂纹仍按原来的方向扩展，但在越过纤维时产生了沿界面方向的分叉，均导致纤维与基体脱粘，此时基体裂纹往往会被横跨裂纹面两侧的纤维桥联，桥联的纤维对基体产生使裂纹闭合的力，这些纤维对裂纹的扩展起阻碍作用，从而增大了材料的韧性。
图5-3 纤维增强陶瓷基复合材料断裂过程示意图
注：该图取自参考文献[106]
（2）纤维的断裂 当纤维所受应力大于纤维的极限应力时，纤维将在其较弱处发生断裂，释放出弹性应变能。
（3）纤维的拔出 当纤维在其较弱处断裂时，其断裂处不一定正好位于复合材料的断裂面，因此，纤维断裂后它原先承受的载荷转嫁于邻近的基体，已断裂的纤维从基体中拔出。纤维拔出是纤维增强复合材料断裂时的最主要吸能机制。因此，为了提高复合材料的韧性，应尽可能增加材料断裂时的纤维拔出功，即通过纤维的拔出效应来提高纤维的增韧效果。
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