Zirconia are în general trei forme cristaline: ZrO monoclinic2(m-ZrO2), zirconiu tetragonal (t-ZrO2) și ZrO cubic2(c-ZrO2). Sub 1170 de grade este temperatura stabilă a m-ZrO2, iar densitatea sa este de 5,68 g cm-3; 1170 grade până la 2370 grade este intervalul stabil al t-ZrO2, iar densitatea sa este de 6,10 g cm-3; 2370 grade până la 2680 grade este intervalul stabil de c-ZrO2are o densitate de 6,27g·cm-3. Datorită modificărilor condițiilor externe, formele cristaline de zirconiu pot fi transformate unele în altele. La 1100~1200 grade, m-ZrO2va fi transformat în t-ZrO2; t-ZrO2 va fi transformat în c-ZrO2la aproximativ 2370 de grade; Formarea nucleelor este dificilă, rezultând o întârziere a temperaturii de transformare și, în general, este transformată în m-ZrO2la 850~1000 de grade. Relația dintre ZrO2transformarea cristalului se exprimă ca: m-ZrO2t-ZrO2c-ZrO2soluţie.
Întărirea zirconiei în materiale refractare
Adăugând ZrO2pentru a îmbunătăți performanța materialului refractar original, în special pentru a-și îmbunătăți stabilitatea șocului termic, este inseparabilă de efectul de întărire al ZrO2. Există multe teorii despre mecanismul de întărire al ZrO2, iar următoarele sunt în prezent recunoscute.
1. Întărirea prin transformare de fază indusă de stres
ZrO2în matricea refractară va exista sub formă de t-ZrO2la temperatura de ardere; când este răcit, se va transforma în m-ZrO2, însoţită de o creştere a volumului de 7 la sută . Dar constrâns de matricea înconjurătoare, temperatura de tranziție de la t-ZrO2la m-ZrO2picături. Făcând această modificare în proprietățile matricei, t-ZrO2poate fi menținută la temperatura camerei. Tranziția de la t-ZrO2la m-ZrO2este declanșată numai atunci când matricea din jurul ZrO2își scade efectul de izolație datorită forței externe. Energia externă se consumă datorită transformării de fază, astfel încât să se realizeze întărirea materialului.
2. Întărirea cu microfisuri
În materialul compozit care conține ZrO2, dacă dimensiunea particulei de t-ZrO2este mai mare decât diametrul critic, expansiunea volumului generată atunci când t-ZrO2se transformă în m-ZrO2va provoca mai multe microfisuri în apropierea m-ZrO2. Când fisura principală este supusă la stres termic sau alte forțe externe, o parte din energie va fi consumată la întâlnirea acestor microfisuri, ceea ce va crește energia necesară pentru ca fisura principală să se extindă într-o anumită măsură, realizând astfel întărirea materialului.
3. Deformarea fisurilor și întărirea la îndoire
În materialele multifazice, din cauza nepotrivirii dintre diferitele faze, fisura principală va fi înclinată și deviată într-o anumită măsură la trecerea în jurul particulelor de a doua fază, prelungind distanța de propagare a fisurii, ceea ce va consuma mai multă forță motrice necesară pentru propagarea fisurii. , astfel încât să se obțină efectul de întărire asupra materialului. Mecanismul de întărire al zirconiei este foarte complicat, dar este sigur că materialul întărit cu zirconiu este cel puțin rezultatul acțiunii simultane a celor două mecanisme diferite de întărire de mai sus.
