近年來(lái)，科學(xué)家們?cè)趯?duì)傳統(tǒng)陶瓷進(jìn)行悉心研究后發(fā)現(xiàn)，它之所以脆弱，主要有兩個(gè)原因：
第一，由于陶器的燒成溫度比較低，通常在800~1000℃，因此氣孔率比較高。在陶器碎片的斷面上，不難看見(jiàn)許多小孔洞，且組成陶器的顆粒也比較粗大。瓷器的燒成溫度雖然要比陶器高得多（通常為1200~1400℃），組成的結(jié)構(gòu)也比陶器細(xì)密多了，用肉眼可能看不出有什么細(xì)微的缺陷，但是，如果你通過(guò)顯微鏡觀察，在瓷器碎片的斷面上，就可以看到有許多細(xì)微的傷痕、裂紋、氣孔、夾雜物。要是你把瓷器碎片放在倍數(shù)更大的電子顯微鏡下，那么，你還可以發(fā)現(xiàn)瓷器在晶體結(jié)構(gòu)方面的缺陷，例如空位、位錯(cuò)等。而所有這些細(xì)微的裂紋、氣孔、夾雜物、晶體缺陷和表面?zhèn)�，都可能成為陶瓷裂紋的發(fā)源地。
第二，由于陶瓷屬于脆性材料，一旦出現(xiàn)裂紋，它不像金屬那樣具有塑性變形能力，所以，只好"打破沙鍋（紋）到底"了。至于在熱沖擊的條件下，由于陶瓷的導(dǎo)熱性較差，熱膨脹系數(shù)大，熱應(yīng)力由此增加，因此，裂紋的擴(kuò)展速度更會(huì)進(jìn)一步加劇。在日常生活中，如果我們用砂鍋燉（煮）食物，只能用文火慢慢加溫，要是一開(kāi)始就用猛火急燒，就會(huì)出現(xiàn)砂鍋炸裂事故。即使是燒好后，也不能用水急冷。
那么采用什么具體辦法才能制造出不怕撞擊、不怕猛火急燒成韌性陶瓷呢？
所謂韌性陶瓷，必須克服普通陶瓷脆性這一缺點(diǎn)。經(jīng)過(guò)許多科學(xué)家的不懈努力，現(xiàn)在人們終于找到了克服陶瓷脆性的“藥方”。
首先，從改善內(nèi)部結(jié)構(gòu)著手。研究表明，在氧化鋯陶瓷的原料中，添加少量的氧化釔、氧化鎂、氧化鈣等粉未，經(jīng)高溫?zé)瞥裳趸喬沾珊螅渲械难趸啽闵蓛煞N晶體，它們叫立方晶體和四方晶體。當(dāng)陶瓷受到外力作用時(shí)，四方晶體便變成一種單斜晶體，體積迅速"膨脹"。由于晶體的體積急速增大，進(jìn)而可阻止陶瓷中原先存在的細(xì)微裂紋的擴(kuò)展。這樣，陶瓷就不會(huì)破裂了。
其次，可在改善陶瓷的表面狀態(tài)方面下功夫。一般說(shuō)來(lái)，陶瓷的斷裂大部分從表面的缺陷開(kāi)始，因此，改善陶瓷的表面狀態(tài)，猶如為防止陶瓷的破損設(shè)下了第一道屏障。具體方法為：通過(guò)化學(xué)或機(jī)械拋光技術(shù)消除陶瓷的表面缺陷：對(duì)氮化硅、碳化硅等非氧化物，只要通過(guò)控制表面氧化技術(shù)，便可消除表面缺陷或者使裂紋尖端變純；通過(guò)熱處理也可達(dá)到表面強(qiáng)化和增韌的目的。
第三，將纖維均勻地分布于陶瓷原料之中，以提高陶瓷的強(qiáng)度和韌性。其原理與我們?cè)谑沂尤爰埥钕囝愃�。這是因?yàn)椋瑢⒗w維加入陶瓷料中，具有三大作用：纖維不易拉斷，在工作時(shí)可承擔(dān)大部分外加負(fù)荷，從而減輕了陶瓷負(fù)擔(dān)，進(jìn)而使裂紋不易產(chǎn)生； 纖維與陶瓷體結(jié)合在一起以后，具有很大的摩擦力，于是陶瓷的韌性可大大提高�！ 〖词固沾沙霈F(xiàn)了細(xì)微裂紋，纖維也能將它們緊緊拉住，使裂紋不至于進(jìn)一步擴(kuò)展開(kāi)來(lái)�！ №g性陶瓷可以制成陶瓷榔頭、陶瓷菜刀、陶瓷剪刀等工業(yè)產(chǎn)品和生活用具。從外觀上看，這些陶瓷制品與普通的鋼鐵制品并沒(méi)有什么不同，只是毫無(wú)鋼鐵的成分。
韌性陶瓷除了不怕撞擊不怕摔打的優(yōu)點(diǎn)以后，還具有強(qiáng)度大、硬度高，抗化學(xué)腐等優(yōu)點(diǎn)。它除了可以制作榔頭和刀剪以外，還可以制造開(kāi)瓶器、螺絲刀、斧頭、鋸子等器具。至于說(shuō)到這些新產(chǎn)品的長(zhǎng)處，那是顯而易見(jiàn)的；用陶瓷菜刀切食物。不會(huì)在食物上留下令人討厭的鐵腥味，它特別適合于生吃的食物和熟食；陶瓷剪刀的鋒利程度不亞于鋼制剪刀，可以用來(lái)截剪紙張、綢布等。由于它不會(huì)帶磁性，因此特別適宜于剪接錄音磁帶和錄像磁帶。韌性陶瓷還可以用來(lái)制作手表殼，制造加工金屬用的切削工具、防彈盔甲、人造骨骼和關(guān)節(jié)。不過(guò)，科學(xué)家對(duì)韌性陶瓷最感興趣的是利用它代替金屬材料制造發(fā)動(dòng)機(jī)。近幾年，伊朗的建筑衛(wèi)生陶瓷工業(yè)發(fā)展很快，但制造墻地磚及衛(wèi)生潔具的設(shè)備則全部依賴進(jìn)口，大多來(lái)自意大利和德國(guó)。伊朗工業(yè)部正在大力扶持國(guó)內(nèi)的陶瓷機(jī)械及配套產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，自1999年開(kāi)始，進(jìn)口陶機(jī)類產(chǎn)品受到嚴(yán)格的限制。所以有關(guān)專家指出，若能在伊朗開(kāi)發(fā)陶瓷機(jī)械產(chǎn)品，必將大有前途
