La ceràmica de Zirconia té propietats físiques i químiques úniques, com l'alta duresa, la baixa conductivitat tèrmica, el punt de fusió alt, la resistència a l'alta temperatura i la corrosió, la inèrcia química i les propietats ampòteres, i les seves aplicacions en ceràmica electrònica, ceràmica funcional i ceràmica estructural s'han desenvolupat ràpidament. Com a material ceràmic tècnic especial, té àmplies perspectives d'aplicació en camps d'alta tecnologia com l'electrònica, l'aeroespacial, l'aviació i la indústria nuclear. No obstant això, les deficiències fatals dels materials ceràmics de zirconi són la fragilitat, la baixa fiabilitat i la baixa repetibilitat. Aquestes deficiències han afectat seriosament l'abast de la seva aplicació. Només millorant la tenacitat de fractura de la ceràmica de zirconi, realitzant l'enfortiment i enduriment dels materials, i millorant la seva fiabilitat i vida útil, la ceràmica de zirconi pot convertir-se realment en un nou material àmpliament utilitzat. Per tant, l'enduriment de la tecnologia de la ceràmica zirconi sempre ha estat un punt calent d'investigació ceràmica. En l'actualitat, els mètodes d'enduriment de la ceràmica inclouen principalment: enduriment del canvi de fase, enduriment de partícules, enduriment de la fibra, auto-enduriment, enduriment de la dispersió, enduriment sinèrgic, nano-enduriment, etc.
1. Enduriment del canvi de fase
L'enduriment de la transformació de fases significa que la fase tetragonal metaestacionada t-ZrO2 experimenta una transformació de fase sota l'acció del camp d'estrès a la punta de l'esquerda, formant una fase monoclínica, resultant en l'expansió del volum, formant així un estrès compressiu a l'esquerda, evitant la propagació d'esquerdes i enfortint l'esquerda. A més, les condicions externes (com el xoc làser, la tenacitat de fractura de fatiga, la baixa temperatura, la mida i el contingut del gra, l'energia de transformació crítica, etc.) tenen una gran influència en l'enduriment de la transformació de la fase de la ceràmica de zirconi. Si la transformació de fases produeix grans canvis d'estrès i volum, el producte és fàcil de trencar. Per tant, durant el procés productiu, s'ha d'evitar la influència de factors externs en la transformació de fases i l'enduriment de la ceràmica de zirconi.
2. Enduriment de partícules
L'enduriment de partícules es refereix a l'ús de partícules com a agents enduridors i afegits a la pols ceràmica ZrO2. Tot i que l'efecte no és tan bo com els bigotis i les fibres, si el tipus de partícula, la mida de partícula, el contingut i el material de matriu estan correctament seleccionats, encara hi ha un cert efecte de tenacitat. El seu avantatge és que és senzill i fàcil d'implementar, i l'enduriment portarà la millora de la força d'alta temperatura i el rendiment de l'esgarrifança d'alta temperatura. El mecanisme d'enduriment de partícules inclou principalment el refinament dels grans de matriu i el gir d'esquerdes i la bifurcació.
3. Enduriment de la fibra
El principi d'enduriment de la fibra i el bigoti és que el cristall proper a la punta de l'esquerda està sotmès a un estrès de tancament a causa de la deformació, que compensa l'estrès extern a la punta de l'esquerda, confon la propagació de l'esquerda i juga un paper enduriment. A més, quan s'amplia el cristall columnar de l'esquerda, la força de fricció s'ha de superar quan es treu el cristall columnar, i també tindrà un paper en l'enduriment.
4. Auto-enduriment
A causa de l'existència de cristalls columnars en ceràmica de zirconi, les esquerdes es desviaran durant el procés de fractura de la ceràmica de zirconi, que canviarà i augmentarà el camí de propagació d'esquerdes, de manera que la passivació d'esquerdes augmenta la resistència a la propagació d'esquerdes i aconsegueix el propòsit d'endurir-se.
5. Enduriment de la difusió
L'enduriment de la dispersió es refereix principalment a l'enduriment de la matriu ceràmica per part de les partícules tetragonals del ZrO2. A més del mecanisme d'enduriment de la transformació de fases, també hi ha el mecanisme d'enduriment de la dispersió de les partícules de la segona fase. Abans que l'esquerda es propagui, primer s'ha de superar l'energia residual interna de la ceràmica mateixa, per tal d'aconseguir el propòsit d'endurir-se.
6. Enduriment de micro-esquerdes
L'enduriment de micro-esquerdes es refereix a l'addició de materials dúctils a la punta d'estrès de l'esquerda per produir micro-esquerdes per aconseguir el propòsit de dispersar l'estrès, reduir el motor de les esquerdes i augmentar la tenacitat del material. Quan el material passa per una transició de fase, sovint resulta en efectes d'energia residual de soca i microcracks. Per tant, l'efecte de l'enduriment de la transició per fases és significatiu.
7. Enduriment compost
L'enduriment compost es refereix a l'ús simultani de diversos mecanismes d'enduriment en el procés d'enduriment real de la ceràmica ZrO2, millorant així l'efecte enduriment de la ceràmica ZrO2. En el procés d'aplicació real, es selecciona el mecanisme d'enduriment específic segons les diferents propietats del material ceràmic de zirconi a preparar.
