Zirkonya genellikle üç kristal forma sahiptir: monoklinik ZrO2(m-ZrO2), dörtgen zirkonya (t-ZrO2) ve kübik ZrO2(c-ZrO2). 1170 derecenin altında m-ZrO'nun kararlı sıcaklığıdır2ve yoğunluğu 5.68g cm--3; 1170 derece ila 2370 derece, t-ZrO'nun kararlı aralığıdır2ve yoğunluğu 6.10g cm--3; 2370 derece ila 2680 derece, c-ZrO'nun kararlı aralığıdır26.27g·cm-3 yoğunluğa sahiptir. Dış koşulların değişmesi nedeniyle zirkonyanın kristal formları birbirine dönüşebilir. 1100~1200 derecede, m-ZrO2t-ZrO'ya dönüştürülecek2; t-ZrO2, c-ZrO'ya dönüştürülecek2yaklaşık 2370 derecede; Çekirdek oluşumu zordur, bu da dönüşüm sıcaklığında bir gecikmeye neden olur ve genellikle m-ZrO'ya dönüştürülür.2850~1000 derecede. ZrO arasındaki ilişki2kristal dönüşümü şu şekilde ifade edilir: m-ZrO2t-ZrO2c-ZrO2çözüm.
Refrakterlerde Zirkonyanın Sertleştirilmesi
ZrO ekleme2orijinal refrakter malzemenin performansını iyileştirmek, özellikle termal şok stabilitesini iyileştirmek, ZrO'nun toklaştırma etkisinden ayrılamaz.2. ZrO'nun sertleşme mekanizması hakkında birçok teori vardır.2ve aşağıdakiler şu anda tanınmaktadır.
1. Stres Kaynaklı Faz Dönüşümü Sertleşmesi
ZrO2refrakter matriste t-ZrO şeklinde var olacaktır2ateşleme sıcaklığında; soğutulduğunda m-ZrO'ya dönüşür2yüzde 7'lik bir hacim genişlemesi eşlik etti. Ancak çevreleyen matris tarafından kısıtlanmış, t-ZrO'dan geçiş sıcaklığı2m-ZrO'ya2damla. Bu değişikliği matrisin özelliklerinde yaparak, t-ZrO2oda sıcaklığında muhafaza edilebilir. t-ZrO'dan geçiş2m-ZrO'ya2sadece ZrO etrafındaki matris tetiklendiğinde tetiklenir2dış kuvvet nedeniyle hapsetme etkisini azaltır. Dış enerji, malzemenin sertleşmesini sağlamak için faz dönüşümü nedeniyle tüketilir.
2. Mikro çatlak sertleştirme
ZrO içeren kompozit malzemede2, eğer t-ZrO'nun parçacık boyutu2kritik çaptan daha büyük, t-ZrO olduğunda üretilen hacim genişlemesi2m-ZrO'ya dönüşür2m-ZrO yakınında daha fazla mikro çatlağa neden olur2. Ana çatlak termal strese veya diğer dış kuvvetlere maruz kaldığında, bu mikro çatlaklarla karşılaşıldığında enerjinin bir kısmı tüketilecek, bu da ana çatlağın genişlemesi için gereken enerjiyi bir dereceye kadar artıracak ve böylece malzemenin toklaşması sağlanacaktır.
3. Çatlak sehimi ve eğilme tokluğu
Çok fazlı malzemelerde, çeşitli fazlar arasındaki uyumsuzluktan dolayı, ana çatlak ikinci faz parçacıklarının etrafından geçerken belirli bir dereceye kadar eğilecek ve sapacaktır, bu da çatlak ilerleme mesafesini uzatır ve bu da çatlak ilerlemesi için gereken daha fazla itici gücü tüketir. , malzeme üzerinde sertleştirme etkisini elde etmek için. Zirkonyanın sertleştirme mekanizması çok karmaşıktır, ancak zirkonyayla sertleştirilmiş malzemenin en azından yukarıdaki iki farklı sertleştirme mekanizmasının eşzamanlı etkisinin bir sonucu olduğu kesindir.
