Zirkónové tehly pre špeciálne žiaruvzdorné materiály
Použitím priemyselného oxidu zirkoničitého a oxidu hlinitého ako surovín, ultrajemného mletia, prísnej kontroly veľkosti častíc a konvenčných procesov možno vyrábať kompozitné keramické materiály z oxidu zirkoničitého a hlinitého s vysokou pevnosťou a húževnatosťou. Táto zirkónová tehla je špeciálnym žiaruvzdorným materiálom.
Výsledky výskumu naznačujú, že pridanie oxidu hlinitého do matrice oxidu zirkoničitého môže účinne inhibovať rast zŕn oxidu zirkoničitého, čo je prospešné pre existenciu metastabilných tetragonálnych zŕn zirkónia, čím sa zlepšuje pevnosť a lomová húževnatosť materiálu. Keď je hmotnostný podiel oxidu hlinitého 20 %, pevnosť v ohybe kompozitnej keramiky dosahuje 676,7 MPa a lomová húževnatosť dosahuje 10 MPa/m². Kombinácia spevnenia fázovou transformáciou a spevnenia disperziou častíc zlepšuje mechanické vlastnosti kompozitných keramických materiálov.
Príprava mikroprášku oxidu hlinitého metódou tepelného rozkladu, príprava ultrajemného prášku oxidu zirkoničitého metódou chemickej koprecipitácie a príprava kompozitnej keramiky oxidu zirkoničitého/oxidu hlinitého pomocou vhodných procesov. Predpokladá sa, že pridanie oxidu hlinitého môže inhibovať rast zŕn oxidu zirkoničitého a zlepšiť pevnosť a húževnatosť matrice. Keď hmotnostný podiel oxidu hlinitého dosiahne 30 %, pevnosť v ohybe včerajšej fázovej keramiky vypálenej pri 1600 stupňoch je 968 MPa a lomová húževnatosť je 13,7 MPa/cm².
Pridanie oxidu zirkoničitého do korundových žiaruvzdorných materiálov na výrobu kompozitných materiálov na báze nefritového zirkónia je príkladom aplikácie teórií spevňovania fázovou transformáciou, spevňovania a spevňovania mikrotrhlinami v žiaruvzdorných materiáloch. Počas procesu chladenia vzorky korundového zirkónia prechádza zirkón fázovým prechodom, pričom sa vytvára určitý počet mikrotrhlín vo vnútri materiálu, čo je prospešné pre zlepšenie mechanickej pevnosti a húževnatosti materiálu. Keď je množstvo pridaného oxidu zirkoničitého malé, počet mikrotrhlín v materiáli nie je významný, čo má malý vplyv na pevnosť korundových žiaruvzdorných materiálov; Keď je vonkajšie množstvo príliš vysoké (ako je dosiahnutie hmotnostného podielu 9 % alebo viac), v dôsledku veľkého počtu mikrotrhlín v materiáli sa pevnosť v ohybe materiálu znižuje.
S použitím korundu, syntetického mullitu a monoklinického oxidu zirkoničitého ako surovín sa zmes vytvorí izostatickým lisovaním a vypáli sa pri 1650-1700 stupňoch. Zákon zmeny teploty pevnosti v ohybe vzorky je taký, že pevnosť najprv rastie s teplotou až do prechodovej teploty a potom klesá so zvyšujúcou sa teplotou. Je to spôsobené nesúladom tepelnej rozťažnosti medzi rôznymi kryštálovými fázami a lokálnym premostením mikrotrhlín. Teplota prechodu je medzi 800-900 stupňami a v dôsledku martenzitickej premeny oxidu zirkoničitého existuje charakteristika "údolia" pri 1000-1200 stupňoch, s dnom údolia pri 1100 stupňoch.
