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在陶瓷工業(yè)中，氧化鋯陶瓷是具有獨特的物理和化學性質，如高硬度，低的熱傳導性，熔點高，抗高溫和腐蝕，化學惰性和兩性性質，在電子陶瓷、功能陶瓷和結構陶瓷等方面的應用迅速發(fā)展。作為特種陶瓷材料在電子、航天、航空和核工業(yè)等高新技術領域具有廣闊的應用前景。然而氧化鋯陶瓷材料的致命缺點是脆性，低可靠性和低重復性，這些不足嚴重影響了其應用范圍。只有改善氧化鋯陶瓷的斷裂韌性，實現(xiàn)材料強韌化，提高其可靠性和使用壽命，才能使氧化鋯陶瓷真正地成為一種廣泛應用的新型材料，因此，東莞精密陶瓷中的氧化鋯陶瓷增韌技術一直是陶瓷研究的熱點。

一、陶瓷的增韌方法

目前，陶瓷的增韌方法主要有：相變增韌、顆粒增韌、纖維增韌、自增韌、彌散韌化、協(xié)同增韌、納米增韌等。

1、相變增韌

相變增韌是指亞穩(wěn)定四方相t—ZrO2在裂紋尖端應力場的作用下發(fā)生一相變，形成單斜相，產生體積膨脹，從而對裂紋形成壓應力，阻礙裂紋擴展，起到增韌的作用。此外，外界條件（如激光沖擊、疲勞斷裂韌性、低溫、晶粒尺寸和含量、臨界轉變能量等）對氧化鋯陶瓷相變增韌有很大的影響，如果相變產生大的應力和體積變化，則產品容易斷裂，因此生產過程中，應避免外界因素對氧化鋯陶瓷相變增韌的影響。

2、顆粒增韌

顆粒增韌是指用顆粒做增韌劑，添加入ZrO2陶瓷粉體中，盡管效果不及晶須與纖維，但若顆粒種類、粒徑、含量和基體材料選擇得當，仍有一定的強韌效果。其優(yōu)點是簡便易行，增韌的同時會帶來高溫強度和高溫蠕變性能的改善。顆粒增韌的韌化機理主要有細化基體晶粒和裂紋轉向分叉等。

3、纖維增韌

纖維、晶須增韌原理是在緊靠裂紋尖端的晶體，由于變形而給裂紋表面加上了閉合應力，抵消裂紋尖端的外應力，鈍化裂紋擴展，從而起到了增韌作用；此外，裂紋擴展時，柱狀晶體的拔出時也要克服摩擦力，也會起到增韌的作用。

4、自增韌

氧化鋯陶瓷由于柱狀晶的存在，在氧化鋯陶瓷斷裂過程中，會導致裂紋發(fā)生偏轉，改變和增加了裂紋擴展的路徑，從而鈍化裂紋增加了裂紋擴展阻力，達到增韌的目的。

5、彌散韌化

彌散韌化主要是指四方相ZrO2顆粒對陶瓷基體的韌化，除了相變韌化機制以外還有第二相質點的彌散韌化機制。在裂紋進行擴展之前，首先得克服陶瓷本身的內部殘余應變能，從而達到增韌的目的。

6、微裂紋增韌

微裂紋增韌是指在裂紋應力尖端加入韌性材料，使其產生微裂紋，達到分散應力的目的，減少裂紋前進的動力，從而增加材料的韌性。在材料發(fā)生相轉變時，往往也會導致殘余應變能效應以及產生微裂紋。因此，相轉變增韌的效果是顯著的。

7、復合增韌

復合增韌是指在ZrO2陶瓷實際增韌過程中同時采用幾種增韌機理，從而提高ZrO2陶瓷增韌效果。在實際應用過程中，根據(jù)所要制備氧化鋯陶瓷材料的不同性能，來選擇具體的增韌機理。

8、納米增韌

目前，納米增韌主要有三種學術觀點，即：細化理論，穿晶理論、“釘扎”理論。

（1）細化理論認為納米相的引入能抑制基體晶粒的異常長大，使基體結構均勻細化，從而提高納米氧化陶瓷復合材料的強度韌性。

（2）“穿晶理論”，認為納米復合材料中，基體顆粒以納米顆粒為核發(fā)生致密化而將納米顆粒包裹在基體晶粒內部形成“晶內型”結構。這樣便能減弱主晶界的作用， 誘發(fā)穿晶斷裂，使材料斷裂時產生穿晶斷裂而不是沿晶斷裂，從而提高納米氧化鋯陶瓷復合材料強度和韌性。

（3）“釘扎”理論， 認為存在于基體晶界的納米顆粒產生“釘扎”效應，從而限制了晶界滑移和孔穴、蠕變的發(fā)生，晶界的增強導致納米氧化鋯復相陶瓷韌性的提高。