Keramika Zirkónia má jedinečné fyzikálne a chemické vlastnosti, ako je vysoká tvrdosť, nízka tepelná vodivosť, vysoká teplota, odolnosť voči vysokej teplote a korózii, chemická inertnosť a amfoterické vlastnosti a ich použitie v elektronickej keramike, funkčnej keramike a štrukturálnej keramike sa rýchlo vyvinulo. Ako špeciálny technický keramický materiál má široké perspektívy použitia v oblasti špičkových technológií, ako je elektronika, letecký, letecký a jadrový priemysel. Fatálnymi nedostatkami keramických materiálov zirkónie sú však krehkosť, nízka spoľahlivosť a nízka opakovateľnosť. Tieto nedostatky vážne ovplyvnili rozsah jeho uplatňovania. Len zlepšením húževnatosti zlomenín keramiky zirkónie, realizáciou spevnenia a spevnenia materiálov a zlepšením jej spoľahlivosti a životnosti sa môže zirkónová keramika skutočne stať široko používaným novým materiálom. Preto bola technológia sprísnenia keramiky zirkónia vždy keramickými výskumnými hotspotmi. V súčasnosti keramické metódy tvrdenia zahŕňajú najmä: fázové sprísnenie, sprísnenie častíc, vytuženie vlákien, samotvrdenie, rozťahovanie rozptylu, synergické tuhovanie, nano-tuhosť atď.
1. Sprísnenie fázovej zmeny
Spevnenie fázovej transformácie znamená, že metastabilná tetragonálna fáza t-ZrO2 prechádza fázovou transformáciou pôsobením namáhaného poľa na špičke trhliny, čím vytvára monoklinickú fázu, čo vedie k rozšíreniu objemu, čím vytvára tlakové namáhanie trhliny, zabraňuje šíreniu trhlín a posilňuje trhlinu. Okrem toho vonkajšie podmienky (ako je laserový šok, únavová húževnatosť zlomenín, nízka teplota, veľkosť a obsah zrna, kritická transformačná energia atď.) majú veľký vplyv na fázové transformačné sprísnenie keramiky zirkónie. Ak transformácia fázy spôsobuje veľké namáhanie a zmeny objemu, produkt sa ľahko zlomí. Preto by sa počas výrobného procesu malo zabrániť vplyvu vonkajších faktorov na fázová transformácia a sprísnenie keramiky zirmónie.
2. Tuhenie častíc
Tvrdenie častíc sa vzťahuje na použitie častíc ako tvrdšidiel a pridáva sa do keramického prášku ZrO2. Hoci účinok nie je taký dobrý ako fúzy a vlákna, ak sú správne vybrané typy častíc, veľkosť častíc, obsah a materiál matrice, stále existuje určitý účinok húževnatosti. Jeho výhodou je, že je jednoduchý a ľahko implementovať, a sprísnenie prinesie zlepšenie vysokej teplotnej pevnosti a vysokej teploty plazivý výkon. Tvrdenie mechanizmus tuhnúce častice zahŕňa hlavne rafináciu matricových zŕn a sústruženie a bifurkáciu trhlín.
3. Sprísnenie vlákien
Princíp tvrdenia vlákien a fúzov spočíva v tom, že kryštál v blízkosti špičky trhliny je vystavený uzatváraciemu namáhaniu v dôsledku deformácie, ktorá kompenzuje vonkajšie namáhanie na špičke trhliny, tupý šírenie trhlín a hrá tvrdšiu úlohu. Okrem toho, keď sa rozbalí prasklinový stĺpcový kryštál, trecia sila sa musí prekonať, keď sa vysunie stĺpcový kryštál, a bude tiež zohrávať úlohu pri tvrdovaní.
4. Samoťahovanie
Vzhľadom na existenciu stĺpcových kryštálov v zirkóniovej keramike sa počas procesu zlomeniny keramiky zirkónie vychýlia trhliny, čo zmení a zvýši dráhu šírenia trhlín tak, aby pasivácia trhlín zvýšila odolnosť voči šíreniu trhlín a dosiahla účel sprísnenia.
5. Difúzne tuhovanie
Disperzné tuhenie sa vzťahuje hlavne na sprísnenie keramickej matrice tetragonálnymi časticami ZrO2. Okrem mechanizmu na sprísnenie fázovej transformácie existuje aj mechanizmus na tvrdenie disperzie častíc druhej fázy. Predtým, ako sa trhlina rozšíri, musí sa najprv prekonať vnútorná zvyšková namáhaná energia samotnej keramiky, aby sa dosiahol účel sprísnenia.
6. Mikro-crack tuhnúť
Sprísnenie mikro trhlín sa vzťahuje na pridanie tlakových materiálov na špičke namáhania trhlín s cieľom vytvoriť mikro-praskliny na dosiahnutie účelu rozptyľovania namáhania, zníženia hnacie sily trhlín a zvýšenia húževnatosti materiálu. Keď materiál prechádza fázovým prechodom, často vedie k reziduálnym energetickým účinkom kmeňa a mikroškátkam. Preto je účinok sprísnenia fázového prechodu významný.
7. Sprísnenie zlúčeniny
Kompozitné tuhovanie sa vzťahuje na súčasné použitie niekoľkých styčňových mechanizmov v samotnom procese tvrdenia keramiky ZrO2, čím sa zlepšuje tvrdší účinok keramiky ZrO2. V samotnom procese aplikácie sa vyberie špecifický tupý mechanizmus podľa rôznych vlastností keramického materiálu zirkónie, ktorý sa má pripraviť.
