上文简单介绍了氧化锆陶瓷的低温老化现象，长久处于低温情况下，会对一些陶瓷零件产生(sheng)影响，下面是科众陶瓷厂对氧化锆陶瓷低温(wen)氧化的原因的分(fen)析。

一般情况下，为了使亚稳态t相氧化锆在室温下存在，起到相变增韧效果，通常会向其中加入稳定剂(CaO、MgO、Y2O3、CeO2等)。但即便如此，就如上文所言，氧化锆修复体在充满水蒸气且处于低温老化温度区间的环境中，会自发地发生t→m 转变，降低材料的力学性能，在2001年，大约就有400 个植入人体内的氧化锆股骨头发生短期失效。
 

整个LTD的过程可分为2个阶段：

①首先，材料(liao)表面(mian)发生t→m转变，在这个过程中材料(liao)体积膨(peng)胀使(shi)得表面(mian)产生微裂纹。

②随(sui)后，环境中的水(shui)分通过微裂(lie)纹渗透到(dao)材(cai)料(liao)内部，进一步引发(fa)材(cai)料(liao)内部的氧化锆(gao)发(fa)生t→m转变。

老化过程中t→m 相变量与老化时间的关系可由下图中JohnsonMehl-Avrami公式表达，式中f 相变分数,t 为时间,b、n均为常量。可见老化时间越长,相变含量越高。
 

为探索LTD的本质原因，研究者建立起多种降解机制。基于氧空位和水分子的点缺陷反应是目前被广泛接受的降解机制。该机制认为低温老化过程可分为以下4个步骤：
 

①H2O分子化学吸附到ZrO2材料表面；
②吸附在材料表面的H2O分子与O2–应生成OH–；
③OH–沿晶界扩散到材料内部；
④OH–填充氧(yang)空(kong)位(wei)，形成质子缺陷(OH·O)。当(dang)氧(yang)空(kong)位(wei)浓度(du)(Vö)低于临界值时(shi)，材料开始(shi)发生t→m转变(bian)。

由于(yu)OH–的电荷电位(wei)(wei)小于(yu)Vö，晶(jing)格中Vö扩(kuo)散(san)更(geng)快，所(suo)以低(di)温劣化的快慢取决于(yu)质子缺(que)陷Vö的扩(kuo)散(san)速(su)率。在(zai)(zai)扩(kuo)散(san)过程(cheng)中，OH–易被具有(you)正电荷电位(wei)(wei)的晶(jing)界(jie)(jie)吸(xi)引，造成晶(jing)界(jie)(jie)处邻近电荷层中Vö的耗(hao)散(san)，从(cong)而发(fa)生t→m转变(bian)(bian)。因(yin)此，晶(jing)界(jie)(jie)是(shi)转变(bian)(bian)从(cong)材料表面渗(shen)透到内部的主要(yao)通路，在(zai)(zai)LTD过程(cheng)中发(fa)挥重要(yao)作用(yong)。