Tsirkooniumil on üldiselt kolm kristallivormi: monokliiniline ZrO2(m-ZrO2), tetragonaalne tsirkooniumoksiid (t-ZrO2) ja kuupmeetrit ZrO2(c-ZrO2). Alla 1170 kraadi on m-ZrO stabiilne temperatuur2, ja selle tihedus on 5,68 g cm-3; 1170 kuni 2370 kraadi on t-ZrO stabiilne vahemik2, ja selle tihedus on 6,10 g cm-3; 2370 kuni 2680 kraadi on c-ZrO stabiilne vahemik2selle tihedus on 6,27 g·cm-3. Väliste tingimuste muutumise tõttu võivad tsirkooniumoksiidi kristallvormid muutuda üksteiseks. 1100-1200 kraadi juures m-ZrO2muundatakse t-ZrO-ks2; t-ZrO2 muudetakse c-ZrO-ks2umbes 2370 kraadi juures; Tuumade moodustumine on keeruline, mille tulemuseks on transformatsioonitemperatuuri hilinemine ja see muundatakse üldiselt m-ZrO-ks2850-1000 kraadi juures. ZrO suhe2kristallide transformatsiooni väljendatakse järgmiselt: m-ZrO2t-ZrO2c-ZrO2lahendus.
Tsirkooniumoksiidi karastamine tulekindlates materjalides
ZrO lisamine2algse tulekindla materjali jõudluse parandamine, eriti selle termošoki stabiilsuse parandamine, on ZrO karastavast toimest lahutamatu.2. ZrO karastamismehhanismi kohta on palju teooriaid2, ja praegu on tuvastatud järgmised.
1. Stress-indutseeritud faasitransformatsiooni karmistamine
ZrO2tulekindlas maatriksis eksisteerib t-ZrO kujul2põletustemperatuuril; jahutamisel muutub see m-ZrO-ks2, millega kaasneb mahu suurenemine 7 protsenti . Kuid seda piirab ümbritsev maatriks, t-ZrO üleminekutemperatuur2m-ZrO-ks2piisad. Tehes seda muudatust maatriksi omadustes, t-ZrO2võib hoida toatemperatuuril. Üleminek t-ZrO-lt2m-ZrO-ks2käivitub ainult siis, kui maatriks ZrO ümber2vähendab välise jõu mõjul selle suletust. Välist energiat kulub faasimuutuse tõttu, et saavutada materjali karastamine.
2. Mikropragude karastamine
ZrO sisaldavas komposiitmaterjalis2, kui t-ZrO osakeste suurus2on suurem kui kriitiline läbimõõt, ruumala suurenemine, mis tekib, kui t-ZrO2muundub m-ZrO-ks2põhjustab m-ZrO lähedal rohkem mikropragusid2. Kui põhipragu on allutatud termilisele pingele või muudele välisjõududele, kulub osa energiast nende mikropragude ilmnemisel, mis suurendab põhiprao teatud määral laienemiseks vajalikku energiat, saavutades seeläbi materjali kõvenemise.
3. Pragude läbipainde ja painde karmistamine
Mitmefaasilistes materjalides kaldub põhipragu erinevate faaside ebakõla tõttu teatud määral teise faasi osakeste läbimisel, pikendades pragude levimise kaugust, mis kulutab rohkem pragude levimiseks vajalikku jõudu. , et saavutada materjali karastav toime. Tsirkooniumoksiidi karastusmehhanism on väga keeruline, kuid kindel on see, et tsirkooniumoksiidiga karastatud materjal on vähemalt kahe ülaltoodud erineva karastusmehhanismi samaaegse toime tulemus.
