ジルコニアには一般に 3 つの結晶形があります: 単斜晶系 ZrO2(m-ZrO2）、正方晶ジルコニア（t-ZrO2) および立方晶 ZrO2(c-ZrO2）。 1170度以下がm-ZrOの安定温度2、その密度は 5.68g cm-3 です。 1170度～2370度がt-ZrOの安定範囲2、その密度は 6.10g cm-3 です。 2370度～2680度がc-ZrOの安定範囲2密度は6.27g·cm-3です。 外部条件の変化により、ジルコニアの結晶形は互いに変化することがあります。 1100~1200度で、m-ZrO2t-ZrOに変換されます2; t-ZrO2 は c-ZrO に変換されます2約2370度で; 核形成が困難なため変態温度に遅れが生じ、一般的にm-ZrOに変態する2850～1000程度で。 ZrOの関係2結晶変態は次のように表されます: m-ZrO2t-ZrO2c-ZrO2解決。
耐火物中のジルコニアの強化
ZrOの添加2元の耐火材料の性能を改善すること、特にその熱衝撃安定性を改善することは、ZrO の強化効果と切り離すことはできません。2. ZrOの強化メカニズムには諸説あります2、および以下が現在認識されています。
1. 応力誘起相変態強化
ZrO2耐火性マトリックスでは、t-ZrOの形で存在します2焼成温度で; 冷却すると、m-ZrO に変化します。27% の販売量の拡大を伴います。 しかし、周囲のマトリックスによって制約され、t-ZrO からの転移温度2m-ZrOへ2ドロップします。 マトリックスの特性にこの変更を加えることにより、t-ZrO2室温に保つことができます。 t-ZrOからの移行2m-ZrOへ2ZrO の周りのマトリックスが2外力により閉じ込め効果が低下します。 外部エネルギーは、材料の強化を達成するために、相変態により消費されます。
2. マイクロクラック強化
ZrOを含む複合材料では2、t-ZrOの粒子サイズの場合2は、t-ZrO のときに発生する体積膨張である臨界直径よりも大きい2m-ZrOに変換2m-ZrOの近くでより多くのマイクロクラックが発生します2. 主亀裂が熱応力またはその他の外力を受けると、これらの微小亀裂に遭遇したときにエネルギーの一部が消費され、主亀裂がある程度拡大するのに必要なエネルギーが増加し、それによって材料の強靭化が達成されます。
3. 亀裂たわみと曲げ強靭化
多相材料では、さまざまな相間の不一致により、主な亀裂は、第 2 相の粒子の周りを通過するときに傾斜してある程度偏向し、亀裂伝播の距離を延長します。これにより、亀裂伝播に必要な駆動力がさらに消費されます。 、材料の強化効果を達成するために。 ジルコニアの強化メカニズムは非常に複雑ですが、ジルコニア強化材料が少なくとも上記の 2 つの異なる強化メカニズムの同時作用の結果であることは確かです。
