ZrO₂在1150℃左右发生单斜←正方结构的马氏体相变，并伴有3%~5%的体积胀缩。当弥散在陶瓷基体中的ZrO₂粒子发生相变时，伴随相转变的体积变化受到周围基体的限制，使相变受阻导致相变点温度降低。相变温度降低的程度与ZrO₂粒子的尺寸有关，当ZrO₂粒子的尺寸小于某一个临界值D_e时，马氏体相变点可以低于常温。高温的正方ZrO2相可以保持在室温。在室温下，当含有正方结构的ZrO₂粒子的陶瓷中产生裂纹时，裂纹尖端附近由于应力集中而高于临界值时，裂纹尖端附近的正方ZrO₂粒子会因应力诱发而进行马氏体相变。由于相变需消耗大量功，因此正方ZrO₂向单斜的ZrO₂马氏体转变使裂纹尖端应力松弛，从而阻碍裂纹的进一步扩展。此外，马氏体相变的体积膨胀使周围基体受压，促使其他裂纹闭合。显然，马氏体相变的存在使裂纹扩展从纯脆性变为具有一定塑性。此外，材料系统中相变一般伴随有微裂纹的产生，微裂纹也被作为消耗能量的机理类似于相变，故材料得到韧化。这就是所谓的应力诱发相变和相变韧化，或称相变诱发韧性。当裂纹经过后，裂纹两侧产生一个宽为W的相变区，显然相变区W愈宽则增韧效果愈好。ZrO₂粒子的尺寸愈大则所需的相变诱发外力愈小，因而相变区W愈宽。