氧化鋯制品韌性及強度.同時氧化鋯在燒結過程中,溫度逐漸升高,致使氧化鋯制品收到外界熱應力,基體產生微裂紋,而在裂紋尖端附近產生張應力,松弛了四方相氧化鋯所受壓應力,微裂紋表面一層四方相轉變為單斜相,由于相變而產生3%~5%體積膨脹和剪切應變均導致壓應力,這不僅抵消了外力所造成張應力,而且阻止了進一步相變.這樣只有施加更大外力才能使相變繼續進行,裂紋繼續延伸,形成新自由表面,直至斷裂,這也提高了氧化鋯制品斷裂韌性和強度.

當釔摩爾分數為1%時氧化鋯制品中絕大部分是單斜相,四方相只占很少一部分,當釔摩爾分數為3%是氧化鋯制品中已產生較多四方相,當釔摩爾分數為8%是氧化鋯制品晶相組成同時包括四方相,單斜相,立方相三種,四方相較多,單斜相較少,立方相有一部分.四方相存在可在一定程度上提高氧化鋯制品強度,而單斜相存在會降低材料強度.所以,當釔摩爾分數大于3%后,四方相減少,造成強度下降,氧化釔含量影響四方氧化鋯含量及穩定性,當氧化釔含量較多是生成一部分立方相氧化鋯,四方相氧化鋯含量降低,強度也有降低.
隨著摩爾分數增加,氧化鋯制品硬度增大,在3%處制品硬度達到最大值,之后隨著釔含量增加,氧化鋯制品硬度逐漸降低.釔摩爾分數為3%時,氧化鋯制品中四方相含量較多,這對提高制品硬度也有著有益作用.

釔含量為3%時釔穩定氧化鋯顆粒尺寸最小,并且氧化鋯具有較高致密度,當釔摩爾分數為3%時,氧化鋯微觀結構出現了一定量細長晶體,字細小氧化鋯顆粒與塊體之間長晶體起凝固,橋連作用,這使得氧化鋯制品結合更為緊密,獲得了較高結合力.
氧化鋯制品中四方相存在馬氏體相變,相變增韌提高了氧化鋯斷裂韌性和抗彎曲強度.但抗彎曲強度更多受相對密度影響,當釔含量為3%時
穩定氧化鋯存在是因為氧化鋯具有獨特相變過程,因此需要做穩定處理以獲得所需要產品品質.因此在說穩定氧化鋯之前,先簡單說一下氧化鋯相變是怎么回事.
如果將ZrO2t→m想變點穩定到室溫,使其在承載時由應力誘發產生t→m相變,由于相變產生體積效應而吸收大量斷裂能,從而使材料表現出異常高斷裂能,從而使材料表現出異常高斷裂韌度,產生相變增韌,獲得高韌性,高耐磨性.”
氧化鋯用相穩定劑作用,要實現氧化鋯相變增韌,必須添加一定穩定劑并在一定燒成條件下,將高溫穩定相-四方亞穩定至室溫,獲得室溫下可相變四方相,這就是穩定劑對氧化鋯穩定作用.
 “穩定至室溫四方相是應力誘導相變前提條件,該過程是氧化鋯陶瓷獲得優良性能關鍵,一直是氧化鋯結構陶瓷材料研究重要內容.”
常用氧化鋯穩定劑類型及作用機理,常見ZrO2穩定劑是稀土或堿土氧化物,而且還只有離子半徑與ZrO2半徑相差不超過40%氧化物才能作為氧化鋯穩定劑.常用穩定劑主要有Y2O3,MgO,CeO2,CaO.
其機理通常可以認為是:Y3+,Mg2+,Ce4+,Ca2+等穩定劑陽離子在ZrO2中有著一定溶解度,可以置換出其中Zr4+而形成置換型固溶體,阻礙四方晶型相單斜晶型轉變,從而使氧化鋯相變點穩定降低到室溫,從而使t-ZrO2亞穩定至室溫.通過不同穩定劑添加量,可制備出部分穩定氧化鋯陶瓷（PSZ, 部分t-ZrO2亞穩至室溫）,四方氧化鋯多晶體(TZP, t-ZrO2全部穩定至室溫)及全穩定氧化鋯（FSZ,c-ZrO2穩定至室溫,獲得c-ZrO2單相材料）.
其中,PSZ和TZP中均含有可想變四方相,是常見相變增韌陶瓷.
常用穩定氧化鋯特點,不同穩定劑單獨加入氧化鋯,可制取不同類型穩定氧化鋯產品.各穩定劑穩定實質大致相同,但獲取ZrO2產品性能卻不盡相同,此外不同添加量穩定劑添加至氧化鋯中制備產品性能也不盡相同.

Y-TZP是TZP材料發展至今得到最多研究TZP材料,這種材料力學性能較好,強度較高,具有良好斷裂韌性,并且其集體中材料晶粒尺寸細小而均勻,因此是得到較多關注.Y-TZP中穩定劑Y2O3原子分數陶瓷在2%-3%之間.
與其他陶瓷相比,Y-TZP突出優點是燒結溫度低,大約在1400-1500℃,材料燒結性能好,致密度高.該陶瓷具有優良常溫力學性能,抗彎強度在1000MPa以上,斷裂韌性在10-15MPa.m1/2.此外Y-TZP還能表現出良好耐磨性,耐腐蝕性和生物相容性,以它為基體已開發出多種多元復合特種陶瓷材料并應用于實際.
但Y-TZP有一明顯缺點,在100-400℃長期使用時,材料表面相內部發生t→m相變,導致力學性能下降.其研究熱點在于防止其低溫老化途徑.