彩色陶瓷基于其良好的生物相容性,优良的金属光泽,良好的机械性能在我们日常生活中得到了越来越广泛的应用,包括医学牙科修复材料,装饰品行业和移动智能手机终端等领域。近代以来,随着节能环保的理念深入人心,人们对彩色陶瓷着色剂的要求逐渐提升,原料需具备无毒无污染和低能耗的特性。进一步深入的研究,无机物着色逐渐取代有机物和硫化物着色。除了传统的白色和黄色等色系的彩色陶瓷,国内外学者逐渐开发出来了黑色、蓝色、红色、粉色和绿色等诸多色料,极大地丰富了彩色陶瓷色系。其次,有关外着色的研究也逐渐转向为内着色,相关的光学性能及显色机理、电学性能、磁学性能和力学性能也得到了研究。本文主要对红色、黑色和蓝色氧化锆陶瓷进行了研究。传统的红色氧化锆陶瓷颜色饱和度差,如锆铁红,红度值低于20,黄蓝度值较大（约20）,断裂韧性能差(5.0-6.0 MPa·m ^1/2);其次,颜色稳定性差,色料具有毒性,如镉红,其红度值可达到50,然而其热稳定性差且致癌,工艺成型困难（包覆法）。本实验选取了一种新型的着色剂,以无毒无害的稀土氧化物CeO₂为着色剂,制备工艺为高温还原法,得到了一种新型的颜色饱和度良好的红色氧化锆陶瓷,其红度值超过了30,黄蓝度值趋近于0,这表明红色氧化锆陶瓷颜色饱和度良好。其次,热稳定性得到了提升,韧性超过了9.0 MPa·m^1/2。传统的黑色氧化锆陶瓷着色剂中通常为复合氧化物,且含有Co的氧化物,在陶瓷成型的过程中复合的Co类尖晶石相互影响,这导致黑色氧化锆陶瓷的相稳定性变差,难以呈现单一的四方相,进一步出现体积的膨胀和收缩,导致基体极易开裂,成型困难。同时,含Co色料的使用增加了成本,不利于大规模的工业化生产。其次,制备工艺为染色法,这对黑色氧化锆陶瓷的力学性能会产生负面影响,得到的黑色氧化锆陶瓷颜色不均匀,易褪色。本实验以氧化钛（TiO₂）为黑色着色剂,原料上极大的降低了成本。制备工艺选取高温还原法,得到了一种新型的亮黑色的氧化锆陶瓷。其亮度值为40左右,a、b值约为0,这表明陶瓷为亮黑色。钴铝尖晶石以其艳丽的色泽,良好的颜色稳定性,被广泛的应用于颜料和陶瓷色料行业。传统的蓝色氧化锆陶瓷通常是以蓝色钴铝尖晶石为着色剂来制备,在此基础上进行一系列的深入研究。由于含Co色料的大量使用,由此带来巨大的能耗与成本,研究逐渐转向低钴含量的蓝色氧化锆陶瓷研发。然而,随着钴含量的降低,蓝色氧化锆陶瓷的颜色由深蓝色转为浅蓝色。由此,在保证蓝色氧化锆陶瓷的颜色不受影响的前提下,研发一种低钴含量、力学性能优良的蓝色氧化锆陶瓷迫在眉睫。本实验在传统的蓝色氧化锆陶瓷的基础上做出了改良,通过改变色料中的Co/Al,制备出了一系列颜色连续可调,力学性能优良的蓝色氧化锆陶瓷。与目前市场上现存的蓝色氧化锆陶瓷相比,色料添加量由30%降低到2.5%,蓝度值相近,均为30左右,断裂韧性由6.0-7.0 MPa·m^1/2提升到7.5-10.5 MPa·m^1/2。彩色氧化锆陶瓷着色机理一直是行业研究的重要课题,主要的理论有色心论、离子显色论和复相显色论。结合本实验结果分析,Ce-YSZ红色氧化锆陶瓷与Ti-YSZ黑色氧化锆陶瓷的显色可归因于色心论,蓝色氧化锆陶瓷的显色可归因于复相显色论。