1）氧化锆陶瓷的晶体结构及马氏体相变
氧化锆有立方（Cubic）、四方（Tetragonal）和单斜（Monoclinic）三种晶体，单斜相是低温定向，如果将它加热到1000℃以上转变为四方相，继续升温至2370℃，则转变为立方相。氧化锆随温度的变化可表示如下：
m-ZrO2→t- ZrO2→c- ZrO2→液体
其中m-ZrO2→t- ZrO2正向转变温度为1150℃，t- ZrO2→m-ZrO2逆向转变温度为950℃。t- ZrO2→c- ZrO2转变温度为2370℃，c- ZrO2→液体的转变温度为2680℃。通常称立方相及四方相为高温相，立方相为萤石型晶体结构，四方相为变形的萤石结构。
在氧化锆陶瓷多晶转变中，t- ZrO2→m-ZrO2的相变属于马氏体转变，这一相变过程伴随着大约8%的剪切应变和3%~5%的体积膨胀效应。
2）氧化锆相变增韧机理
氧化锆陶瓷相变增韧机理主要分为应力诱导相变增韧和微裂纹增韧。
(1) 应力诱导相变增韧，四方相氧化锆颗粒在应力作用下，发生向单斜相的转变，随着想变得进行，伴有体积膨胀和切应变，并吸收能量，是裂纹扩展阻力增加，起到增韧的作用。
(2) 微裂纹增韧。在使用温度下，如果ZrO2晶粒大于临界粒径，四方相晶粒自发相变为单斜相，由于体积膨胀在其周围产生许多微裂纹或裂纹核，当它们处于主裂纹前的作用区内时，由于它们延伸释放主裂纹的部分应变能，增加了主裂纹扩展所需的能量，从而有效地控制了裂纹扩展，提高了材料的断裂韧性，提高了材料的断裂韧性，材料的弹性应变能多转换为微裂纹的新生表面能
