氧化鋁生物陶瓷常作為人工關(guān)節(jié)用于人體內(nèi)，代替病變或因外傷引起失去功能的關(guān)節(jié)、人工骨等。因此要求氧化鋁生物陶瓷強(qiáng)度要高，硬度要大，耐腐蝕、耐磨性好，熱膨脹系數(shù)要小，材質(zhì)要輕。

（1)機(jī)械強(qiáng)度

氧化鋁陶瓷強(qiáng)度高的原因是由其微觀結(jié)構(gòu)所決定。大量實(shí)驗研究表明，晶粒愈小，強(qiáng)度愈高。

此外，氧化鋁陶瓷的強(qiáng)度和彈性模量都隨氣孔率的增加而降低，這是因為氣孔不僅減少了承受負(fù)荷的面積，而且，在氣孔附近產(chǎn)生應(yīng)力集中，從而減弱材料的強(qiáng)度。

除氣孔率外，氣孔的形狀、分布也對強(qiáng)度有重要影響。此外，雜質(zhì)和第二相的存在也影響強(qiáng)度。概括而言，消除微觀缺陷，提高晶體的完整性，即細(xì)、密、均、純是提高氧化鋁陶瓷有效措施，也是當(dāng)前陶瓷發(fā)展的重要方向。

（2)硬度

硬度是材料的一種重要力學(xué)性能。晶體礦物和陶瓷材料的硬度大小主要取決于其組成和結(jié)構(gòu)。離子的半徑越大、電價越高、配位數(shù)越大的，結(jié)合能就大，硬度也就大，則抵抗外力摩擦、刻劃和壓人的能力就越強(qiáng)。與強(qiáng)度類似，材料的顯微結(jié)構(gòu)、裂紋、雜質(zhì)等都對硬度有影響。材料的硬度根據(jù)測定方法的不同，有多種表示方法，例如莫氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度等。各種硬度的單位也不一樣，彼此間沒有固定的換算關(guān)系。

陶瓷及礦物材料常用劃痕硬度即莫氏硬度。它只表示硬度由大到小的順序，不表示硬度的程度，序列后面的礦物可以劃破前面的礦物的表面。一般莫氏硬度分為10級，由于人工合成的硬度大的材料的出現(xiàn)，又將硬度分為15級。不同的生物材料硬度值是不一樣的。硬度大小是評價一種生物材料的耐磨性能的一個重要指標(biāo)。

（3)耐腐蝕性

氧化鋁生物陶瓷隨著氧化鋁含量的增加，其耐腐蝕性能不斷提高，可以耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的腐蝕。在耐化學(xué)腐蝕性能方面，氧化鋁陶瓷有著金屬材料無可比擬的優(yōu)越性。

（4)彈性模量

彈性模量（E)是一種重要的材料常數(shù)，是反映原子間結(jié)合強(qiáng)度的一種指標(biāo)。共價鍵、離子鍵結(jié)合的晶體，結(jié)合力強(qiáng)，E值較大。而分子鍵結(jié)合力弱，E較低。在常溫下，當(dāng)應(yīng)力不太大時，其形變是簡單的彈性形變，應(yīng)力與應(yīng)變力之比為彈性模量。氧化鋁生物陶瓷的彈性模量E其他生物相比數(shù)值較大。

（5)熱膨脹系數(shù)

物體的體積或長度隨溫度升高而增大的現(xiàn)象稱之為熱膨脹。根據(jù)固體的熱彫脹機(jī)理，熱膨脹是晶體中質(zhì)點(diǎn)們的平衡位置隨溫度而增大的結(jié)果，即振幅增大的結(jié)果。其增加的程度與晶體點(diǎn)陣中質(zhì)點(diǎn)的位能性質(zhì)有關(guān)，而質(zhì)點(diǎn)的位能則是由質(zhì)點(diǎn)間的結(jié)合特性所決定。質(zhì)點(diǎn)間結(jié)合力越強(qiáng)，則勢阱深而窄，升高同樣的溫度，質(zhì)點(diǎn)振幅增加較少，故平均位置的位移也增加較小，因此，熱膨脹系數(shù)較小。

（6)親水性

氧化鋁陶瓷具有優(yōu)良的親水性。這是由其主晶相α-Al2O3的結(jié)構(gòu)和表面特性所決定的。

Al2O3表面有優(yōu)良的親水性。因此，用氧化鋁陶瓷制造的人工關(guān)節(jié)摩擦系數(shù)比較低，與生物體具有優(yōu)良的親和性。各種材料與水的親和性，可用水滴在材料表面形成的潤濕角來表示。θ越小，則潤濕狀態(tài)越好。

（7)X射線不透性

多晶氧化鋁陶瓷具有X射線不透過性能。它們給手術(shù)后觀察病區(qū)帶來了很大的方便，同樣，為使用CT技術(shù)檢測也帶來了很大方便。