آجر زیرکونیا برای مواد نسوز درجه ویژه
با استفاده از زیرکونیا و آلومینا صنعتی به عنوان مواد خام، آسیاب فوق ریز، کنترل دقیق اندازه ذرات، و فرآیندهای معمولی، می‌توان سرامیک‌های کامپوزیت زیرکونیا آلومینا با استحکام{0} و چقرمگی بالا تولید کرد. این آجر زیرکونیایی یک ماده نسوز درجه خاص است.
نتایج تحقیق نشان می‌دهد که افزودن آلومینا به ماتریس زیرکونیا می‌تواند به طور موثری از رشد دانه‌های زیرکونیا جلوگیری کند، که برای وجود دانه‌های زیرکونیا چهارضلعی ناپایدار مفید است و در نتیجه استحکام و چقرمگی شکست ماده را بهبود می‌بخشد. هنگامی که کسر جرمی آلومینا 20٪ باشد، استحکام خمشی سرامیک کامپوزیت به 676.7MPa می رسد و چقرمگی شکست به 10MPa/m² می رسد. ترکیبی از سخت شدن تبدیل فاز و سخت شدن پراکندگی ذرات، خواص مکانیکی مواد سرامیکی کامپوزیت را افزایش می دهد.
تهیه میکرو پودر آلومینا به روش تجزیه حرارتی، تهیه پودر فوق ریز زیرکونیا به روش هم رسوبی شیمیایی و تهیه سرامیک کامپوزیت زیرکونیا/آلومینا از طریق فرآیندهای مناسب. اعتقاد بر این است که افزودن آلومینا می تواند از رشد دانه های زیرکونیا جلوگیری کند و استحکام و چقرمگی ماتریس را بهبود بخشد. هنگامی که کسر جرمی آلومینا به 30٪ می رسد، استحکام خمشی سرامیک های فاز دیروز که در 1600 درجه پخته شده اند 968MPa است و چقرمگی شکست 13.7MPa/cm² است.
افزودن زیرکونیا به مواد نسوز کوراندوم برای تولید مواد کامپوزیتی زیرکونیا یشم نمونه‌ای از کاربرد تئوری‌های استحکام بخشی تبدیل فاز، سخت‌کردن و سخت‌سازی ریزترک در مواد نسوز است. در طی فرآیند خنک‌سازی نمونه زیرکونیای کوراندوم، زیرکونیا تحت یک انتقال فاز قرار می‌گیرد و تعداد معینی ریزترک در داخل ماده تشکیل می‌شود که برای بهبود استحکام مکانیکی و چقرمگی مواد مفید است. هنگامی که مقدار زیرکونیای اضافه شده کم باشد، تعداد ریزترک‌ها در ماده قابل توجه نیست، که تأثیر کمی بر مقاومت مواد نسوز کوراندوم دارد. هنگامی که مقدار خارجی بیش از حد زیاد باشد (مانند رسیدن به کسر جرمی 9٪ یا بیشتر)، به دلیل تعداد زیادی ریزترک در ماده، مقاومت خمشی ماده کاهش می یابد.
با استفاده از کوراندوم، مولایت مصنوعی و زیرکونیای مونوکلینیک به عنوان مواد اولیه، مخلوط با پرس ایزواستاتیک تشکیل شده و در دمای 1650-1700 درجه پخت می شود. قانون تغییرات دمایی مقاومت خمشی نمونه این است که مقاومت ابتدا با دما تا دمای انتقال افزایش می یابد و سپس با افزایش دما کاهش می یابد. این به دلیل عدم تطابق انبساط حرارتی بین فازهای کریستالی مختلف و پل محلی ریزترک ها است. دمای انتقال بین 800-900 درجه است و به دلیل تبدیل مارتنزیتی زیرکونیا، یک مشخصه "دره" در 1000-1200 درجه وجود دارد که کف دره در 1100 درجه است.
