陶瓷增韧
在增韧理论和增韧陶瓷的研究方面取得许多重要 进展。近来报导ZrO2增韧陶瓷的断裂韧性已达１ ５～３０MPa·ｍ１／２，弯曲强度达到2000MPa以 上。 增韧机理主要有：应力诱导相变增韧、微裂纹增 韧、残余应力增韧、表面增韧以及复合增韧等。
应力诱导相变增韧
氧化锆陶瓷中亚稳的四方相颗粒受基体抑制而处于应力状 态。材料在外力作用下，会在裂纹尖端导致应力集中而产 生张应力，减小对四方相颗粒的束缚，这时裂纹尖端的应 力场可诱发ｔ→ｍ相变，并产生体积膨胀，相变和体积膨 胀过程除吸收能量外，还在主裂纹作用区产生压应力，二 者均阻止裂纹扩散，从而提高陶瓷的断裂韧性和强度。
晶型转变
m − ZrO2 ⇔ t − ZrO2 ⇔ c − ZrO2 T
纯ZrO2烧结冷却时发生的ｔ→ｍ相变为无扩散相变，伴随产 生约７％的体积膨胀和相当大的剪切应变（约８％）；相反，在 加热时，由ｍ→ｔ相变，体积收缩。由于纯ZrO2制品在加热、冷 却过程中要发生晶型转变，引起体积效应（热缩、冷胀），易使 制品开裂，因此，纯ZrO2难以烧成致密的块状陶瓷材料，所以要 采取稳定晶型的措施。
部分稳定氧化锆
然而完全稳定的ZrO2力学性能仍很低，尤其是抗热震 性能差。如果减少加入氧化物的数量(小于完全稳定的数 量)，不使全部氧化物都呈稳定的立方相，而使一部分以 ) 四方相的形式存在，由于这种含四方相的材料只使一部分 氧化锆亚稳到室温，所以叫做部分稳定氧化锆。 四方ZrO2析出物粒子在冷却到≤1000℃时是否转变成 单斜相是决定力学性能的关键。四方相能否保持到室温决 定于稳定剂的含量和晶粒大在纯ZrO2中加入与它结构 相似(立方晶型)和阳离子半径与Zr4+相近(半径差＜４％)的 氧化物(CaO、MgO、Y2O3、CeO2和其它稀土氧化物)作 稳定剂。在高温烧结时，它们将与ZrO2形成立方固溶体， 冷却后仍能保持稳定的立方型固溶体，消除了单斜相与四 方相的转变，没有体积效应，可避免ZrO2陶瓷开裂。
微裂纹增韧
部分稳定ZrO2陶瓷在烧结冷却过程中，ｔ－ ZrO2晶粒会自发相变成m－ZrO2，引起体积 膨胀，在基体中产生微裂纹，相变诱导的微 裂纹会使主裂纹扩展时分叉或改变方向而吸 收能量，使主裂纹扩展阻力增大，从而使断 裂韧性提高。这种机理称微裂纹增韧。
氧化锆增韧陶瓷的应用
由于部分稳定ZrO2陶瓷具有优异的力学性能，同时也有较好 的耐磨和耐腐蚀性，再加上热传导系数小，隔热性很好，而 热膨胀系数又比较大，比较容易与金属部件匹配，所以在目 前研制的陶瓷发动机中用于汽缸内壁、活塞顶、缸盖、气门 座和气门杆等，其中某些部件是与金属复合而成的。由于陶 瓷发动机处于研制阶段，尚有许多问题有待解决。 此外，部分稳定ZrO2陶瓷还可作无润滑轴承、拉丝模、冲挤 压模、弹簧、刀具、量具、各种喷嘴、陶瓷阀及衬套、机械 密封材料、球磨件、各种剪刀、无磁改锥以及生物陶瓷材料 等。 氧化锆增韧陶瓷由于其优良的性能，已经得到了相当广泛的 应用，其应用领域不断扩大，今后在电子信息、航空、航天、 国防等部门将发挥更大的作用。
利用离子材料中杂质、空位和结构 之间关系对材料进行改性处理。 重要工业例子是在氧化锆(ZrO2)。 通常采用CaO、MgO、Y2O3稳定其结 构。
温
氧
锆
结构
氧
锆
简介
氧化锆陶瓷
氧化锆陶瓷是以稳定的立方型氧化锆为主 晶相的陶瓷。20世纪70年代利用氧化锆相变 发展起来的氧化锆增韧陶瓷，具有优异的力 学（最高的断裂韧性）和热学等性能，是一 类很有发展前途的新型结构陶瓷材料，已在 众多的领域中得到广泛的应用。