Cirkonijeve opeke za posebne ognjevzdržne materiale
Z uporabo industrijskega cirkonijevega oksida in aluminijevega oksida kot surovin, ultrafinega mletja, strogega nadzora velikosti delcev in običajnih postopkov je mogoče izdelati visoko{0}}trdno in visoko žilavo cirkonijevo aluminijev oksid kompozitno keramiko. Ta cirkonijeva opeka je ognjevzdržni material posebne kakovosti.
Rezultati raziskave kažejo, da lahko dodajanje aluminijevega oksida v cirkonijev matriks učinkovito zavira rast zrn cirkonijevega dioksida, kar je koristno za obstoj metastabilnih tetragonalnih zrn cirkonijevega dioksida, s čimer se izboljša trdnost in lomna žilavost materiala. Ko je masni delež aluminijevega oksida 20 %, upogibna trdnost kompozitne keramike doseže 676,7 MPa, lomna žilavost pa doseže 10 MPa/m². Kombinacija kaljenja s fazno transformacijo in kaljenja z disperzijo delcev izboljša mehanske lastnosti kompozitnih keramičnih materialov.
Priprava mikro prahu aluminijevega oksida z metodo termične razgradnje, priprava ultrafinega prahu cirkonijevega oksida z metodo kemičnega soprecipitacije in priprava kompozitne keramike cirkonij/aluminijev oksid z ustreznimi postopki. Domneva se, da lahko dodajanje aluminijevega oksida zavre rast zrn cirkonijevega oksida in izboljša trdnost in žilavost matrice. Ko masni delež aluminijevega oksida doseže 30 %, je upogibna trdnost keramike včerajšnje faze, žgane pri 1600 stopinjah, 968MPa, lomna žilavost pa 13,7MPa/cm².
Dodajanje cirkonijevega oksida ognjevzdržnim materialom iz korunda za izdelavo kompozitnih materialov iz cirkonijevega žada je primer uporabe teorij o krepitvi s fazno transformacijo, utrjevanju in utrjevanju mikrorazpok v ognjevzdržnih materialih. Med postopkom ohlajanja vzorca korund cirkonijevega oksida je cirkonijev oksid podvržen faznemu prehodu, pri čemer nastane določeno število mikrorazpok znotraj materiala, kar je koristno za izboljšanje mehanske trdnosti in žilavosti materiala. Ko je količina dodanega cirkonijevega oksida majhna, število mikrorazpok v materialu ni pomembno, kar malo vpliva na trdnost ognjevzdržnih materialov iz korunda; Ko je zunanja količina previsoka (kot je doseganje masnega deleža 9 % ali več), se zaradi velikega števila mikrorazpok v materialu upogibna trdnost materiala zmanjša.
Z uporabo korunda, sintetičnega mulita in monokliničnega cirkonijevega oksida kot surovin se zmes oblikuje z izostatičnim stiskanjem in žge pri 1650-1700 stopinjah. Zakon temperaturnega spreminjanja upogibne trdnosti vzorca je, da trdnost najprej narašča s temperaturo do prehodne temperature, nato pa pada z naraščajočo temperaturo. To je posledica neusklajenosti toplotnega raztezanja med različnimi kristalnimi fazami in lokalnega premoščanja mikrorazpok. Temperatura prehoda je med 800-900 stopinjami in zaradi martenzitne transformacije cirkonijevega oksida je značilnost "doline" pri 1000-1200 stopinjah, z dnom doline pri 1100 stopinjah.
