La zircone a généralement trois formes cristallines : ZrO monoclinique2(m-ZrO2), zircone tétragonale (t-ZrO2) et ZrO cubique2(c-ZrO2). En dessous de 1170 degrés se trouve la température stable de m-ZrO2, et sa densité est de 5,68 g cm-3 ; 1170 degrés à 2370 degrés est la plage stable de t-ZrO2, et sa densité est de 6,10 g cm-3 ; 2370 degrés à 2680 degrés est la plage stable de c-ZrO2a une densité de 6,27 g·cm-3. En raison des changements des conditions extérieures, les formes cristallines de la zircone peuvent se transformer les unes dans les autres. À 1100 ~ 1200 degrés, m-ZrO2sera transformé en t-ZrO2; t-ZrO2 sera transformé en c-ZrO2à environ 2370 degrés ; La formation de noyaux est difficile, entraînant un décalage de la température de transformation, et il se transforme généralement en m-ZrO2à 850 ~ 1000 degrés. La relation entre ZrO2la transformation cristalline est exprimée par : m-ZrO2t-ZrO2c-ZrO2Solution.
Trempe de la zircone dans les réfractaires
Ajout de ZrO2améliorer les performances du matériau réfractaire d'origine, notamment pour améliorer sa stabilité aux chocs thermiques, est indissociable de l'effet de trempe du ZrO2. Il existe de nombreuses théories sur le mécanisme de durcissement du ZrO2, et les suivants sont actuellement reconnus.
1. Durcissement par transformation de phase induite par le stress
ZrO2dans la matrice réfractaire existera sous la forme de t-ZrO2à la température de cuisson ; une fois refroidi, il se transformera en m-ZrO2, accompagnée d' une expansion des volumes de 7 % . Mais contrainte par la matrice environnante, la température de transition de t-ZrO2à m-ZrO2gouttes. En faisant ce changement dans les propriétés de la matrice, t-ZrO2peut être maintenu à température ambiante. La transition de t-ZrO2à m-ZrO2n'est déclenché que lorsque la matrice autour de ZrO2diminue son effet de confinement en raison de la force externe. L'énergie externe est consommée du fait de la transformation de phase, de manière à réaliser la trempe du matériau.
2. Trempe aux microfissures
Dans le matériau composite contenant ZrO2, si la taille des particules de t-ZrO2est supérieur au diamètre critique, l'expansion volumique générée lorsque t-ZrO2se transforme en m-ZrO2provoquera plus de microfissures près de m-ZrO2. Lorsque la fissure principale est soumise à une contrainte thermique ou à d'autres forces externes, une partie de l'énergie sera consommée lors de la rencontre de ces microfissures, ce qui augmentera l'énergie nécessaire pour que la fissure principale se dilate dans une certaine mesure, réalisant ainsi un durcissement du matériau.
3. Déviation des fissures et durcissement en flexion
Dans les matériaux multiphases, en raison du décalage entre les différentes phases, la fissure principale sera inclinée et déviée dans une certaine mesure lors du passage autour des particules de deuxième phase, prolongeant la distance de propagation de la fissure, ce qui consommera plus de force motrice nécessaire à la propagation de la fissure , de manière à obtenir l'effet de durcissement sur le matériau. Le mécanisme de trempe de la zircone est très compliqué, mais il est certain que le matériau trempé de zircone est au moins le résultat de l'action simultanée des deux mécanismes de trempe différents ci-dessus.
