古往今來話陶瓷
提起陶瓷許多人會想到缽、壺、缸、罐等日用器皿，它們被用來當餐具、廚房用具、衛生設施或藝術飾品。我國從1萬年前就開始有陶瓷出現了。陶器的產生是人類發展史上的一塊裏程碑。恩格斯把陶器的出現稱為新石器時代開始的標誌。
實際上陶瓷是陶和瓷“兩兄弟”的總稱。瓷是陶的“弟弟”，但年齡要小好幾千歲。比起“哥哥”來，“弟弟”身材輕盈，肌膚光澤細膩，玲瓏剔透，性格剛強，不滲水，不透氣，抗腐蝕，耐高溫，人見人愛，可謂“天之驕子”。
瓷器是中華文明的象征。在許多拉丁語係國家，“瓷器”和“中國”都以CHINA這同一種字母拚音表示。漢代以後，我國的製瓷技術已發展到非常高的水平，出現了許多名窯和名瓷。古人用這樣的詩句來讚揚越窯出產的美麗青瓷：“九秋風露越窯開，奪得千峰翠色來。”素有“瓷都”美稱的江西景德鎮所燒製的薄胎瓷器，更被譽為：明如鏡，潔如玉，聲如磬，薄如紙。以上這些稱為傳統陶瓷，也就是利用長石、石英、瓷石、粘土等無機非金屬天然礦物為原料，經粉碎、混和、磨細、成形、幹燥、燒成等傳統工藝製成的產品，現在人們主要用作日用器皿和建築、衛生製品。
20世紀20～30年代以來，傳統陶瓷麵臨了嚴重的挑戰。首先是科學技術的發展，對陶瓷提出了越來越高的要求。比如，電力工業遠距離輸電線的建立，要求有耐幾十萬伏高壓的絕緣性能良好的陶瓷材料；汽車工業要求有耐高壓、高溫、高電壓的供氣缸點火用的火花塞及其他高性能的汽車零件材料；電子工業要求有大功率集成電路用的陶瓷基片以及其他功能元件所需的材料；火箭、宇宙飛船、導彈等空間技術產品要求提供耐極端高溫的高強結構材料和各種功能陶瓷。其次是傳統陶瓷在性能上的致命弱點——脆，使它在工程應用麵前不得不讓位於金屬材料。
對陶瓷性能的挑戰孕育了陶瓷新的生命。經過大量的試驗研究，特別是對陶瓷結構進行顯微分析，科學家認識到如果能降低陶瓷中玻璃相的含量，甚至製造出幾乎不含玻璃相、由許多微小晶粒結合而成的結晶態陶瓷，其性能將會大幅度提高。為此，人們不斷提高原材料中氧化鋁的含量，加入許多高純度的人工合成化合物去代替天然原料，並對製備工藝作了許多改進。後來發現，完全不用含矽酸鹽的天然原料，也可以製成性能很好的陶瓷。於是，20世紀40～50年代，陶瓷世家中一類新型陶瓷——“先進陶瓷”誕生了。這類陶瓷到目前還在不斷發展之中，可謂“萬年古樹”上生長出的茂盛枝葉。
超級抗壓的陶瓷
傳統陶瓷製品具有較大的脆性，韌性差，抗拉強度低，這是傳統陶瓷不容置疑的缺點。為了克服這個缺點，科學家研製出一種氧化鋯陶瓷。氧化鋯在大自然中存在於鋯英砂中，澳大利亞和我國海南島均有高質量的鋯英砂。在不同的溫度範圍內，氧化鋯呈現出不同的晶體結構：從室溫到1170℃為單斜結構，1170～2370℃為四方結構，2370～2706℃為立方結構。這三種結構的氧化鋯，比重分別為5．68、6．10和6．27。可見溫度越高，比重越大。因此，在同樣重量下，溫度越低，體積越大。
從四方結構冷卻到單斜結構時的氧化鋯有8％的體積膨脹。為避免氧化鋯陶瓷在燒成時因體積變化引起開裂，須加入適量的氧化釔、氧化鈣、氧化鎂、等氧化物作為穩定劑，以形成較穩定的立方或四方結構氧化鋯。這種穩定的氧化鋯陶瓷具有高耐火性（能耐2000℃高溫）、較小的比熱和導熱係數、良好的化學穩定性（高溫時能抗酸性腐蝕），因此是理想的高溫絕熱材料。它適合於製造冶煉金屬與合金用的坩堝、連續鑄錠用的耐火材料、耐2000℃左右高溫的電爐發熱體和爐膛耐火材料，它還可用來作為氧濃差電池和磁流體發電機組中的高溫電極材料。
在征服陶瓷脆性的進程中，氧化鋯相變增韌陶瓷非常令人矚目，它改變著人們對陶瓷力學性能的傳統看法，促進了先進陶瓷的進一步發展。氧化鋯相變增韌陶瓷利用氧化鋯由四方結構向單斜結構轉變時的效應來克服陶瓷的脆性。
氧化鋯相變增韌陶瓷有多種類型。其中有一種叫做部分穩定氧化鋯陶瓷，是在氧化鋯中加入適當穩定劑而形成的。它由穩定的立方結構氧化鋯和亞穩定的四方結構氧化鋯所組成。在外應力作用下，亞穩定的四方結構轉變為單斜結構，伴隨有體積膨脹，從而起到增韌作用。