Корундоциркониевая керамика

В производстве высокопрочных изделий используют способ стабилизации t-ZrO₂ в композиции с Al₂O₃.

Диаграмма равновесного состояния системы ZrO₂–Al₂O₃

Состав эвтектики: 50 – 63моль% Аl2O3 Эвтектическая температура: 1700 – 18600C

Отсутствие взаимной растворимости, исключает появление новых фаз.

Керамика Al₂O₃-ZrO₂ с содержанием ZrO₂ до 20 об%

образует жесткую корундовую матрицу, удерживающую дисперсные включения t-ZrO₂ от фазового перехода.

Это обусловлено высоким модулем упругости корунда и меньшим по сравнению с ZrO₂ тепловым расширением, вследствие чего частицы t-ZrO₂ находятся в поле сжимающих напряжений и остаются стабильными после охлаждения.

Стабильность частиц t-ZrO₂ зависит от их размера:

зерна t-ZrO₂ в корундовой матрице самопроизвольно превращаются в m-ZrO₂ если их размер превышает 1,0 мкм.

Механизмы повышения прочности

Корундоциркониевых материалов

	введение в модульную матрицу оксида алюминия (1), стабилизированных оксидом иттрия равномерно распределенных тетрагональных частиц диоксида циркония (2).
	добавление пластинчатых кисталлов оксида стронция (3), которые рассеивают энергию путем отклонения трещин, увеличивая сопротивление деформации и прочность материала.

Технология изделий

Конструкционную керамику на основе ZrO₂ получают формованием и спеканием ультрадисперсных порошков, полученных методом ПХС.

Формование заготовок проводят в гидростатах при давлении 400-600МПа. Спекают при 1500-2000°С в зависимости от количества оксида стабилизатора.

После спекания следует отжиг при 1400–1500°С для выделения дисперсных включений t-фазы.

При изготовлении изделий из тетрагонального ZrO₂ применяется закалка от температуры 1600°С.