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在高速切削过程中，刀具与切削材料之间的摩擦可使刀具表面温度急剧上升，而重复切削下频繁的热循环，会产生很大的温度梯度。在这种情况下，Si3N4陶瓷会与空气中的氧气发生氧化反应，并且刀尖会承受机械应力和热应力的双重作用，因此制备优良的耐氧化性和抗热震性的Si3N4陶瓷刀具材料具有重大的意义。 本文以Yb2O3-Re2O3(Re:La,Gd,Yb,Lu)复合稀土氧化物为添加剂，通过热压烧结制备出四种Si3N4刀具材料，分别将各配方编号为YbLa-SN、YbGd-SN、YbYb-SN和YbLu-SN。样品的相组成和显微结构通过X-ray衍射分析(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征。采用三点弯曲法、单边切口梁法分别对样品的室温抗弯强度和断裂韧性进行了检测，研究了不同复合稀土添加剂Yb2O3-Re2O3对Si3N4材料的物相组成、显微结构和室温力学性能的影响。分别对热震后残余强度和氧化后增重进行了检测，结合样品显微结构的变化，分析了复合稀土添加剂对Si3N4材料的抗热震性能和抗氧化性能的影响。 研究结果表明，复合稀土添加剂Yb2O3-Re2O3能有效的促进Si3N4陶瓷致密化，样品的致密度达99%以上。四种复合添加剂掺杂的Si3N4陶瓷均是由双峰分布的长棒状晶粒组成，且大晶粒随机的镶嵌在小晶粒所形成的基体中。四种Si3N4样品的抗弯强度均在 770MPa 以上，断裂韧性皆高于 8MPa·m1/2 ，含有大半径稀土阳离子 Re3+的Yb2O3-Re2O3掺杂的Si3N4陶瓷具有更高的抗弯强度和断裂韧性，其中YbLa-SN和YbGd-SN样品的抗弯强度分别为987MPa和1066MPa，断裂韧性分别为10.99MPa·m1/2和10.12MPa·m1/2。 热震实验得到样品的残余强度表明，随着热震温差的上升，四种Si3N4样品的残余强度呈现先上升后下降的趋势。热震温差为1200℃时，材料的残余强度仍保持室温强度的75%以上。在1000~1400℃的热震温差范围内，含有Re3+小离子半径的YbYb-SN和YbLu-SN4陶瓷，虽然具有较低的室温抗弯强度，但抗热震性能明显优于YbLa-SN和YbGd-SN样品。 样品的氧化动力学分析表明，YbRe-SN(Re:La,Gd,Yb)材料氧化增重与时间的关系呈抛物线规律，计算得出了YbLa-SN，YbGd-SN，YbYb-SN样品的氧化反应活化能分别为314.8kJ?mol-1，296.4kJ?mol-1和337.5 kJ?mol-1。在1000～1200℃氧化20h的条件下，随着氧化温度的上升，YbLa-SN，YbGd-SN样品的抗弯强度呈现下降的趋势。活化能最高的YbYb-SN样品，其抗弯强度则出现先上升后下降的趋势，氧化对其抗弯强度的影响明显低于YbLa-SN和YbGd-SN样品。