金属陶瓷是一种由陶瓷硬质相和金属或合金粘结相组成的材料，其中，陶瓷相的体积比占15%~85%，它们埋置在金属或合金粘结剂基体内。与金属和陶瓷相比，金属陶瓷具有质量轻而机械强度高的突出优点，普通硬质合金的密度为12~15g/cm3，而金属陶瓷的密度却只有6~7g/cm3，甚至比钢还轻。金属陶瓷还具有红韧性好、热导率高等特点。高的热导率使服役时温度梯度减小，从而降低热应力，减少热裂纹的产生。所以用金属陶瓷制作的刀具寿命长，切削速度快，有希望成为性能相当于甚至优于WC-Co系合金的替代品。
然而，金属陶瓷的致命弱点是脆性，使其应用受到严重限制。上世纪50年代基于TiC-Ni基金属陶瓷具有优良的高温力学性能和低密度的特点，曾试图将其用于制备喷气发动机的叶片，但因脆性问题难以克服而未成功。到70年代，人们发现，这种脆性源于烧结时Ni不能充分润湿TiC而致使TiC聚集长大；如果在TiC.-Ni基金属陶瓷中添加Mo，则可在TiC颗粒周围形成环型相，从而改善Ni与TiC的润湿性，使TiC颗粒变细，使合金强度大为提高。这个重大的技术突破使得Ti(C,N)基金属陶瓷成为目前最受重视、应用前景最为看好的金属陶瓷材料。
Ti(C,N)基金属陶瓷的显微结构由碳氮化合物硬质相和金属粘结相组成，其主要特征为硬质相颗粒边缘形成一层包覆层，称为环型相，包覆层由Mo、W、Ta、Nb等添加元素固溶于Ti(C,N)而形成。环型相与TiC的点阵结构完全一样，且点阵参数也很接近，与硬质相芯部的位向关系完全一致。因此，位错可连续穿越环型相与硬质相芯部界面。环型相实际上是Mo、N等原子向TiC颗粒扩散，在TiC表层形成包覆其表面的组织。这层包覆层极大地改善了陶瓷硬质相与金属粘接相之间的润湿性并阻止硬质相之间的聚集和长大。但是，包覆层本身仍然是脆性相，因此其厚度必须适当。据报导，环型相平均厚度不能超过0.5微米，否则就会造成材料抗弯强度的显著下降。
Ti(C,N)基金属陶瓷主要是采用粉末冶金法制备块体刀具。由于WC-Co系合金中含有Co等稀有贵重金属，采用原料成本更低的Ti(C,N)基金属陶瓷来替代之已成为一种趋势。近年来又开发出自蔓延高温合成法、放电等离子烧结、激光烧结等新工艺。随着表面工程技术的进步，采用气相沉积法、热喷涂法、激光熔覆法等，可以对刀具进行表面改性，即直接在工件表面沉积或者涂覆Ti(C,N)基金属陶瓷或者梯度涂层，不仅具有相同的机械性能而且节省了成本。从长远看，这种表面改性方法也是金属陶瓷的一种重要研发方向。
（一员）
