四方氧化锆多晶陶瓷材料因其具有高强度、高韧性、高硬度、良好的化学稳定性和生物相容性等结构陶瓷所固有的属性，已在牙科材料、陶瓷刀具、研磨介质和生物医学等领域得到了越来越多的应用。目前最广泛使用的结构陶瓷是3mol%Y2O3稳定的ZrO2(3Y-TZP)体系，由于其强度低，易发生低温老化等缺点已很难满足快速发展的结构陶瓷的技术要求。因此，开发一种具有优秀机械性能和较高的抗老化性的新型结构陶瓷材料来取代3Y-TZP具有十分重要的意义。近年来，3mol%Yb2O3-ZrO2体系开始逐渐受到人们的关注。同3Y-TZP相比，它拥有较高的机械性能和良好的抗老化性。　　本文以ZrO2、Yb2O3、TiO2作为原料，在3mol%Yb2O3-ZrO2体系的基础上用Ti4+部分取代Zr4+，期望能进一步提高陶瓷的断裂韧性和抗老化性。本实验是通过固相合成法制备Zr0.94-xYb0.06TixO1.97(x=0,0.02,0.04,0.06,0.08和0.10)陶瓷试样。研究内容主要包括三个部分：高能球磨法制备ZrO2-Yb2O3-TiO2纳米粉体；TiO2对3mol%Yb2O3-ZrO2四方多晶陶瓷断裂韧性和硬度的影响规律及机理；TiO2对3mol%Yb2O3-ZrO2陶瓷材料低温老化性能的影响规律及机理。　　纳米粉体的测试结果表明，高能球磨4h即可制备出粒径小于100nm的TiO2-Yb2O3-ZrO2纳米粉体。　　断裂韧性和硬度的测试结果显示，随着TiO2掺杂量的增加，Zr0.94-xYb0.06TixO1.97体系陶瓷材料的断裂韧性从5.29±0.04 MPa·m1/2增加到5.70±0.03 MPa·m1/2，而维氏硬度则从14.65±0.07GPa降低到13.06±0.03 GPa。本论文对断裂韧性增加的机理进行了分析，发现通过TiO2掺杂改变了该体系陶瓷材料增韧的机理。当x<0.06时，该体系陶瓷材料的增韧是相变增韧和铁弹性增韧联合作用的结果，而x>0.06时，陶瓷材料的增韧主要取决于铁弹性增韧，相变增韧也存在但不占主导的地位。　　低温老化性能的测试结果表明，随着TiO2掺杂量的增加，Zr0.94-xYb0.06TixO1.97体系陶瓷材料的老化动力学参数b从0.0070降低到0.0039，这表明TiO2掺杂能显著提高该陶瓷材料的抗老化性能。本论文提出了从电化学的角度去解释老化过程，通过测试并比较该体系陶瓷材料老化前后的晶界离子电导率的差值来解释老化过程，其中氧空位在电化学和老化性能之间起到了桥梁的作用。　　以上实验表明，在Zr0.94-xYb0.06TixO1.97体系中，TiO2掺杂量为10mol%的陶瓷材料拥有较高的断裂韧性，适度的硬度和良好的抗低温老化性等优点，适合用作结构陶瓷材料的候选材料之一。　　本实验对Zr0.94-xYb0.06TixO1.97体系陶瓷材料的断裂韧性的增韧机理和抗老化的机理进行了探讨，希望能够为以后其他体系陶瓷材料增韧机理和抗老化的机理的研究提供一定的帮助和参考。