氧化锆增韧氧化铝（ZTA）是以Al2O3为基体，部分稳定ZrO2为增韧相的一种复合相陶瓷材料。这种复合陶瓷材料既显现出高韧性和高强度的特性，又保留了高硬度的优点，而且随着这种综合力学性能的提高，其耐磨性也得到了较大的改善。
由于ZTA陶瓷具有优异的散热性、绝缘性、抗热震性和机械强度，ZTA陶瓷被广泛应用于汽车领域、生物医疗领域以及许多工程领域的工程材料。
氧化铝以其高强度、高硬度、高耐磨、抗氧化及抗热震等优异性能，在机械、电子、化工等领域得到广泛应用。但氧化铝的断裂韧性较低，抗冲击能力差，限制了其更广泛领域的应用。通过在氧化铝基体中添加增韧材料，可明显改善这一现象。其中氧化锆增韧氧化铝陶瓷被证明具有较好的增韧效果。ZrO2增韧机制有许多种：应力诱导相变增韧、相变诱发微裂纹增韧、表面诱发强韧化和微裂纹分叉增韧等。
氧化锆增韧氧化铝的增韧机制：
① 应力诱导相变
应力诱导相变增韧是利用应力诱导四方ZrO2马氏体相变来改变陶瓷材料的韧性。ZrO2在室温下为单斜晶系，当温度达到1170℃时，由单斜晶系转化为亚稳态的四方晶型，在应力作用下，亚稳态的四方晶型ZrO2可诱发相变重新转化为单斜晶型。当ZrO2颗粒的尺寸足够小，在室温时，ZrO2仍保持四方相，当受到外应力时，裂纹尖端前部区域的四方ZrO2发生相变，吸收能力，引起体积膨胀，阻止裂纹扩展。
② 微裂纹增韧
在一定条件下，相变引发体积膨胀在基体中引起均匀分散又不互相连接的微裂纹，增加材料的断裂表面能，吸收主裂纹扩展的能力，达到增加断裂韧性的效果。
③ 弥散增韧
不改变裂纹尺寸的情况下，添加四方氧化锆和立方氧化锆的氧化铝，使得裂纹扩展路径曲折、分叉，吸收更多能量，断裂韧性有所提高。
④ 压缩表面韧化
研磨相变韧化ZrO2的表面，可以使表面层的四方相ZrO2颗粒转变为单斜相，并产生体积膨胀，形成压缩表面层，抵消一部分外加拉应力，从而强化陶瓷。
氧化锆增韧氧化铝陶瓷的应用:
ZTA陶瓷具备优良的抗腐蚀性、抗热震性、较高的强度和韧性，因而具有广泛的应用前景。
① 阀门密封件
选择阀门密封件时，重要的是要确保使用的材料经久耐用。材料要耐温、耐腐蚀和耐油。氧化锆增韧氧化铝陶瓷（ZTA）符合这些标准，通常用作阀门密封件。
② 关节置换
其生物相容性是氧化锆增韧氧化铝（ZTA）所具有的特性之一。此外，这种复合材料坚韧且具有高抗弯强度。这使得氧化锆增韧氧化铝（ZTA）成为用于关节置换的合格材料。它的生物相容性将确保它不会对身体造成伤害，而它的韧性将确保它可以承载身体的重量。它通常用于髋关节置换术。
③ 切削工具
氧化锆增韧氧化铝（ZTA）坚硬、耐磨、热稳定、耐摩擦。这些特性使其成为制造切削工具的绝佳材料，用ZTA陶瓷制作的陶瓷刀具可以实现对铸铁和合金的加工。此外，它们比用于制造切削工具的其他材料（如金刚石）更便宜。
④ 砂轮
砂轮是磨床的重要部件。砂轮通常由复合材料制成。氧化锆增韧氧化铝（ZTA）是用于制造它们的复合材料之一。ZTA陶瓷的高机械性能和磨蚀性使它非常适合这种用途。
⑤ 陶瓷牙
由于其生物相容性，氧化锆增韧氧化铝（ZTA）通常用于制造牙科植入物。此外，氧化锆增韧氧化铝（ZTA）不易腐蚀。这使得由氧化锆增韧氧化铝（ZTA）制成的牙科植入物可以在口腔中湿润而不会受到损坏。
⑥ 衬套
衬套的功能是充当两个结构之间的填充物，它是轴承的一种。氧化锆增韧氧化铝（ZTA）通常具有光洁度。这是它作为衬套出色的原因之一。ZTA陶瓷被用作衬套的另一个原因是它具有很高的摩擦阻力。
⑦ 陶瓷基板
ZTA基板与普通Al2O3基板相比具有良好的弯曲强度，主要用于长寿命和高可靠性的应用。在大功率电动汽车、航天航空和军工等先进工业领域中的高功率电源模块，需要使用强大载流和散热能力的陶瓷基板，如IGBT模块用基板、LED封装用基板。在大功率LED灯的应用中，也需要使用高反射率和高耐电压冲击强度的陶瓷基板。
ZTA基板通过掺杂锆的氧化铝陶瓷提高了可靠性，耐腐蚀、化学稳定性好，具有高断裂韧性和抗弯强度、高耐温能力、高载流容量、高绝缘电压、高热容与热扩散能力以及与硅相近的热膨胀系数，使其成为DBC陶瓷覆铜基板和LED线路板急需的高性能陶瓷材质电路载体。
