單晶氧化鋯陶瓷的強度與韌性都是以它的晶體結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的，因其特殊的晶體結(jié)構(gòu)才可以制成適用于各種惡劣環(huán)境的陶瓷零件，下面科眾陶瓷廠給大家介紹下這種晶體結(jié)構(gòu)。

氧化鋯存在三種穩(wěn)定的同素異晶體:單斜相相(m)、立方相(c)和四方相(f)9。純氧化鋯的單斜相從室溫到1170℃是穩(wěn)定的,超過這一溫度轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆较?然后在2370℃轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎较?直到2680℃發(fā)生熔化。

陶瓷承靠柱

由單斜相變?yōu)樗姆较嘤袦蟋F(xiàn)象。冷卻時,由t-相到到m-相的相變在冷卻到1170℃以下約100℃的溫度范圍內(nèi)發(fā)生。由t-相變?yōu)閙相相的相變是馬氏體相變,冷卻時會引起大約3%~4%的體積增加。這一體積變化足以超過ZrO2晶粒的彈性限度度,并將引起開裂。

因此制造大的純氧化鋯陶瓷板塊體材料是很難的。然而, harvie等人(1975年)提出利用這一相變來改善氧化鋯陶瓷的強度和韌性他們認(rèn)為,在立方相基體中被約束的亞穩(wěn)定四方相顆粒在擴展的裂紋解除這一約束時能引起轉(zhuǎn)變?yōu)閱涡毕嗟南嘧儭?br/>
伴隨著馬氏體相的體積變化和剪切應(yīng)力能阻擋裂紋的張開,從而增加陶瓷抵抗裂紋的擴展,即增加了陶瓷的韌性。同時,必須看到,在立方氧化錯基體中,四方氧化鋯顆粒的存在而引起初性和強度的增加還有其他幾方面的原因因,包括裂紋偏轉(zhuǎn)(在所有的兩相陶瓷中都發(fā)現(xiàn)裂紋偏轉(zhuǎn))、相變增韌和徵裂紋增韌。