Cirkonija keramikai ir unikālas fizikālās un ķīmiskās īpašības, piemēram, augsta cietība, zema siltumvadītspēja, augsta kušanas temperatūra, izturība pret augstu temperatūru un koroziju, ķīmiskā inerce un amfoteriskās īpašības, un to pielietojums elektroniskajā keramikā, funkcionālajā keramikā un strukturālajā keramikā ir strauji attīstījies. . Kā īpašam tehniskajam keramikas materiālam tam ir plašas pielietošanas iespējas tādās augsto tehnoloģiju jomās kā elektronika, kosmiskā aviācija, aviācija un kodolenerģētika. Tomēr cirkonija keramikas materiālu liktenīgie trūkumi ir trauslums, zema uzticamība un zema atkārtojamība. Šie trūkumi ir nopietni ietekmējuši tā piemērošanas jomu. Tikai uzlabojot cirkonija keramikas lūzuma izturību, apzinoties materiālu stiprināšanu un rūdīšanu, kā arī uzlabojot tā uzticamību un kalpošanas laiku, cirkonija keramika patiešām var kļūt par plaši izmantotu jaunu materiālu. Tāpēc cirkonija keramikas rūdīšanas tehnoloģija vienmēr ir bijusi keramikas izpētes vietas. Pašlaik keramikas rūdīšanas metodes galvenokārt ietver: fāžu maiņas rūdīšanu, daļiņu rūdīšanu, šķiedru rūdīšanu, pašciešanu, dispersijas rūdīšanu, sinerģisku rūdīšanu, nano-rūdīšanu utt.
1. Fāžu maiņas rūdīšana
Fāžu transformācijas rūdīšana nozīmē, ka metastabilā tetragonālā fāze t-ZrO2 tiek pakļauta fāzes transformācijai sprieguma lauka ietekmē plaisas galā, veidojot monoklīnisko fāzi, kā rezultātā palielinās tilpums, tādējādi veidojot plaisu spiedes spriegumu, novēršot plaisu izplatīšanos un plaisas stiprināšanu. Turklāt ārējie apstākļi (piemēram, lāzera trieciens, noguruma lūzuma izturība, zemā temperatūra, graudu izmērs un saturs, kritiskā transformācijas enerģija utt.) Lielā mērā ietekmē cirkonija keramikas fāžu transformācijas sacietēšanu. Ja fāzes transformācija rada lielas spriedzes un tilpuma izmaiņas, produktu ir viegli salauzt. Tāpēc ražošanas procesā jāizvairās no ārējo faktoru ietekmes uz cirkonija keramikas fāžu transformāciju un sacietēšanu.
2. Daļiņu rūdīšana
Daļiņu rūdīšana attiecas uz daļiņu izmantošanu kā rūdīšanas līdzekļiem un pievienotas ZrO2 keramikas pulverim. Lai gan efekts nav tik labs kā ūsām un šķiedrām, ja pareizi izvēlēts daļiņu veids, daļiņu izmērs, saturs un matricas materiāls, joprojām pastāv zināms stingrības efekts. Tās priekšrocība ir tā, ka tā ir vienkārša un viegli īstenojama, un rūdīšana uzlabos izturību augstā temperatūrā un augstā temperatūrā. Daļiņu rūdīšanas mehānisms galvenokārt ietver matricas graudu attīrīšanu un plaisas pagriešanu un bifurkāciju.
3. Šķiedru rūdīšana
Šķiedru un ūsu rūdīšanas princips ir tāds, ka kristāls, kas atrodas tuvu plaisas galam, deformācijas dēļ tiek pakļauts aizvēršanās spriegumam, kas kompensē ārējo spriegumu plaisas galā, samazina plaisu izplatīšanos un spēlē stingrāku lomu. Turklāt, paplašinot kolonnu kristālu, berzes spēks ir jāpārvar, kad kolonnas kristāls tiek izvilkts, un tam būs nozīme arī rūdīšanā.
4. Sevis rūdīšana
Sakarā ar kolonnu kristālu esamību cirkonija keramikā, cirkonija keramikas lūzuma procesā tiks novirzītas plaisas, kas mainīs un palielinās plaisu izplatīšanās ceļu, lai plaisu pasivācija palielinātu izturību pret plaisu izplatīšanos un sasniegtu mērķi no rūdīšanas.
5. Difūzijas rūdīšana
Dispersijas rūdīšana galvenokārt attiecas uz keramikas matricas sacietēšanu ar tetragonālajām ZrO2 daļiņām. Papildus fāzes transformācijas rūdīšanas mehānismam ir arī otrās fāzes daļiņu dispersijas rūdīšanas mehānisms. Pirms plaisas izplatīšanās vispirms jāpārvar keramikas iekšējā atlikušā deformācijas enerģija, lai sasniegtu rūdīšanas mērķi.
6. Mikroplaisas rūdīšana
Mikroplaisas rūdīšana attiecas uz kaļamu materiālu pievienošanu plaisas sprieguma galam, lai radītu mikroplaisas, lai sasniegtu mērķi izkliedēt spriegumu, samazināt plaisu dzinējspēku un palielināt materiāla izturību. Kad materiāls iziet fāzes pāreju, tas bieži rada atlikušās deformācijas enerģijas efektus un mikroplaisas. Tāpēc fāžu pārejas stiprināšanas ietekme ir ievērojama.
7. Savienojuma rūdīšana
Salikta rūdīšana attiecas uz vairāku rūdīšanas mehānismu vienlaicīgu izmantošanu faktiskajā ZrO2 keramikas sacietēšanas procesā, tādējādi uzlabojot ZrO2 keramikas rūdīšanas efektu. Faktiskajā uzklāšanas procesā īpašo rūdīšanas mehānismu izvēlas atbilstoši dažādām sagatavojamā cirkonija keramikas materiāla īpašībām.
