Cirkonijum cigle za vatrostalne materijale specijalnog kvaliteta
Korištenjem industrijskog cirkonija i glinice kao sirovina, ultrafinim mljevenjem, strogom kontrolom veličine čestica i konvencionalnim procesima, može se proizvesti kompozitna keramika od cirkonijevog dioksida visoke -i visoke žilavosti. Ova cirkonijum cigla je vatrostalni materijal posebnog kvaliteta.
Rezultati istraživanja pokazuju da dodavanje glinice u cirkonijum matricu može efikasno inhibirati rast zrna cirkonija, što je korisno za postojanje metastabilnih tetragonalnih zrnaca cirkonijuma, čime se poboljšava čvrstoća i žilavost materijala na lom. Kada je maseni udio glinice 20%, čvrstoća na savijanje kompozitne keramike dostiže 676,7 MPa, a žilavost loma do 10 MPa/m². Kombinacija kaljenja faznom transformacijom i kaljenja disperzijom čestica poboljšava mehanička svojstva kompozitnih keramičkih materijala.
Priprema mikro praha glinice metodom termičke dekompozicije, priprema ultrafinog praha cirkonija hemijskom koprecipitacijom i priprema kompozitne keramike cirkonijum/aluminijum kroz odgovarajuće procese. Vjeruje se da dodavanje glinice može inhibirati rast zrnaca cirkonija i poboljšati snagu i žilavost matrice. Kada maseni udio glinice dostigne 30%, čvrstoća na savijanje jučerašnje faze keramike pečene na 1600 stepeni je 968MPa, a žilavost loma je 13,7MPa/cm².
Dodavanje cirkonija vatrostalnim materijalima od korunda za proizvodnju kompozitnih materijala od cirkonija od žada je primjer primjene teorija fazne transformacije ojačanja, kaljenja i mikropukotina u vatrostalnim materijalima. Tokom procesa hlađenja uzorka korund cirkonija, cirkonijum prolazi kroz fazni prelaz, formirajući određeni broj mikropukotina unutar materijala, što je korisno za poboljšanje mehaničke čvrstoće i žilavosti materijala. Kada je količina dodanog cirkonija mala, broj mikropukotina u materijalu nije značajan, što ima mali uticaj na čvrstoću korundskih vatrostalnih materijala; Kada je vanjska količina previsoka (kao što je dostizanje masenog udjela od 9% ili više), zbog velikog broja mikropukotina u materijalu, čvrstoća materijala na savijanje se smanjuje.
Koristeći korund, sintetički mulit i monoklinski cirkonijum kao sirovine, smeša se formira izostatičkim presovanjem i peče na 1650-1700 stepeni. Zakon temperaturne varijacije savojne čvrstoće uzorka je da čvrstoća prvo raste s temperaturom do prijelazne temperature, a zatim opada s povećanjem temperature. To je zbog neusklađenosti toplinske ekspanzije između različitih kristalnih faza i lokalnog premošćavanja mikropukotina. Prelazna temperatura je između 800-900 stepeni, a zbog martenzitne transformacije cirkonija, postoji karakteristika "doline" na 1000-1200 stepeni, sa dolinskim dnom na 1100 stepeni.
