Oxid zirkoničitý má vo všeobecnosti tri kryštalické formy: monoklinický ZrO2(m-ZrO2), tetragonálny oxid zirkoničitý (t-ZrO2) a kubický ZrO2(c-ZrO2). Pod 1170 stupňov je stabilná teplota m-ZrO2a jeho hustota je 5,68 g cm-3; 1170 stupňov až 2370 stupňov je stabilný rozsah t-ZrO2a jeho hustota je 6,10 g cm-3; 2370 stupňov až 2680 stupňov je stabilný rozsah c-ZrO2má hustotu 6,27 g·cm-3. Vplyvom zmien vonkajších podmienok sa môžu kryštálové formy oxidu zirkoničitého navzájom premieňať. Pri 1100~1200 stupňoch m-ZrO2sa premení na t-ZrO2; t-Zr02 sa premení na c-ZrO2pri asi 2370 stupňoch; Tvorba jadier je ťažká, čo vedie k oneskoreniu transformačnej teploty a vo všeobecnosti sa transformuje na m-ZrO2pri 850 ~ 1000 stupňoch. Vzťah medzi ZrO2kryštálová transformácia je vyjadrená ako: m-ZrO2t-ZrO2c-ZrO2Riešenie.
Tvrdenie oxidu zirkoničitého v žiaruvzdorných materiáloch
Pridanie ZrO2zlepšiť vlastnosti pôvodného žiaruvzdorného materiálu, najmä zlepšiť jeho tepelnú stabilitu, je neoddeliteľné od spevňujúceho účinku ZrO2. Existuje mnoho teórií o mechanizme tvrdnutia ZrO2a v súčasnosti sú rozpoznané nasledovné.
1. Stresom indukované spevnenie transformačnej fázy
ZrO2v žiaruvzdornej matrici bude existovať vo forme t-ZrO2pri teplote vypaľovania; po ochladení sa premení na m-ZrO2sprevádzaný nárastom objemu o 7 percent. Ale obmedzená okolitou matricou, teplotou prechodu z t-ZrO2na m-ZrO2kvapky. Vykonaním tejto zmeny vlastností matrice t-ZrO2možno udržiavať pri izbovej teplote. Prechod z t-ZrO2na m-ZrO2sa spustí iba vtedy, keď sa matica okolo ZrO2znižuje jeho zadržiavací účinok v dôsledku vonkajšej sily. Vonkajšia energia sa spotrebováva v dôsledku fázovej premeny, aby sa dosiahlo spevnenie materiálu.
2. Vytvrdzovanie mikrotrhlín
V kompozitnom materiáli obsahujúcom ZrO2ak veľkosť častíc t-ZrO2je väčší ako kritický priemer, objemová expanzia generovaná, keď t-ZrO2sa premieňa na m-ZrO2spôsobí viac mikrotrhlín v blízkosti m-ZrO2. Keď je hlavná trhlina vystavená tepelnému namáhaniu alebo iným vonkajším silám, časť energie sa spotrebuje pri stretnutí s týmito mikrotrhlinami, čo zvýši energiu potrebnú na to, aby sa hlavná trhlina do určitej miery rozšírila, čím sa dosiahne spevnenie materiálu.
3. Priehyb trhlín a spevnenie ohybom
Vo viacfázových materiáloch v dôsledku nesúladu medzi rôznymi fázami bude hlavná trhlina pri prechode okolo častíc druhej fázy do určitej miery naklonená a vychýlená, čím sa predĺži vzdialenosť šírenia trhliny, čo spotrebuje viac hnacej sily potrebnej na šírenie trhliny. , aby sa dosiahol účinok vytvrdzovania materiálu. Mechanizmus tvrdenia oxidu zirkoničitého je veľmi komplikovaný, ale je isté, že materiál tvrdený oxidom zirkónom je prinajmenšom výsledkom súčasného pôsobenia dvoch vyššie uvedených rôznych mechanizmov tvrdenia.
