Cirkonis paprastai turi tris kristalų formas: monoklininį ZrO2(m-ZrO2), tetragoninis cirkonis (t-ZrO2) ir kubinis ZrO2(c-ZrO2). Žemiau 1170 laipsnių yra stabili m-ZrO temperatūra2, o jo tankis 5,68g cm-3; Nuo 1170 laipsnių iki 2370 laipsnių yra stabilus t-ZrO diapazonas2, o jo tankis 6,10g cm-3; Nuo 2370 laipsnių iki 2680 laipsnių yra stabilus c-ZrO diapazonas2jo tankis yra 6,27 g·cm-3. Dėl išorinių sąlygų pokyčių cirkonio oksido kristalų formos gali virsti viena kita. Esant 1100–1200 laipsnių, m-ZrO2bus paverstas t-ZrO2; t-ZrO2 bus paverstas c-ZrO2apie 2370 laipsnių; Branduolius formuoti yra sunku, todėl virsmo temperatūra vėluoja ir paprastai paverčiama m-ZrO2850-1000 laipsnių kampu. Ryšys tarp ZrO2kristalų transformacija išreiškiama taip: m-ZrO2t-ZrO2c-ZrO2sprendimas.
Cirkonio grūdinimas ugniai atspariose medžiagose
Pridedant ZrO2pagerinti originalios ugniai atsparios medžiagos eksploatacines savybes, ypač pagerinti jos šiluminio smūgio stabilumą, yra neatsiejama nuo ZrO grūdinimo poveikio.2. Yra daug teorijų apie ZrO grūdinimo mechanizmą2, o šiuo metu atpažįstami šie.
1. Streso sukeltas fazės transformacijos grūdinimas
ZrO2ugniai atsparioje matricoje egzistuos t-ZrO pavidalu2esant degimo temperatūrai; atvėsęs virsta m-ZrO2, kartu su apimties padidėjimu 7 proc. Tačiau ribojama aplinkinės matricos, pereinamoji temperatūra nuo t-ZrO2į m-ZrO2lašai. Atlikus šį matricos savybių pakeitimą, t-ZrO2galima palaikyti kambario temperatūroje. Perėjimas nuo t-ZrO2į m-ZrO2suveikia tik tada, kai matrica aplink ZrO2sumažina jo uždarymo poveikį dėl išorinės jėgos. Išorinė energija sunaudojama dėl fazinės transformacijos, kad būtų užtikrintas medžiagos grūdinimas.
2. Grūdinimas mikroįtrūkimu
Kompozitinėje medžiagoje, kurioje yra ZrO2, jei dalelių dydis t-ZrO2yra didesnis nei kritinis skersmuo, tūrio padidėjimas, atsirandantis, kai t-ZrO2virsta m-ZrO2sukels daugiau mikroįtrūkimų šalia m-ZrO2. Kai pagrindinis plyšys yra veikiamas šiluminio įtempimo ar kitų išorinių jėgų, dalis energijos bus sunaudota susidūrus su šiais mikroįtrūkimais, o tai padidins energiją, reikalingą pagrindiniam plyšiui išsiplėsti iki tam tikro laipsnio, taip užtikrinant medžiagos kietėjimą.
3. Įtrūkimų įlinkis ir lenkimo grūdinimas
Daugiafazėse medžiagose dėl skirtingų fazių neatitikimo pagrindinis įtrūkimas bus tam tikru laipsniu pasviręs ir nukryps, kai praeis aplink antrosios fazės daleles, pailgindamas plyšio plitimo atstumą, o tai sunaudos daugiau varomosios jėgos, reikalingos įtrūkimui plisti. , kad būtų pasiektas medžiagos kietinamasis poveikis. Cirkonio oksido grūdinimo mechanizmas yra labai sudėtingas, tačiau neabejotina, kad cirkonio oksido grūdinta medžiaga yra bent jau minėtų dviejų skirtingų grūdinimo mechanizmų vienu metu veikimo rezultatas.
