Процесс стабилизации двуокиси циркония
По данным исследований, твердые растворы Zr02 не остаются совершенно стабильными и при повторных обжигах постепенно разрушаются в результате дестабилизации. Большинство исследователей считает, что эффектнее всего стабилизация Zr02 с образованием наиболее устойчивой формы достигается при следующих условиях: а) прокаливание Zr02 до температуры не ниже 1550° С с добавлением 10-15% (мол.) СаО или MgO; б) прокаливание Zr02 до температуры не ниже 1700°С с добавлением 10-15% (мол.) окиси иттрия. В промышленных условиях чаще всего пользуются добавкой окиси кальция не только из-за ее доступности и дешевизны, но и потому, что она способствует образованию наиболее стабильной структуры при всех температурах, тогда как стабилизация окисью магния создает менее устойчивую структуру, склонную к обратным превращениям в моноклинную модификацию при низких температурах (дестабилизация).
Исследования, проведенные с помощью высокотемпературного рентгеновского и дилатометрического методов, указывают на то, что процесс дестабилизации твердых растворов в системе Zr02-MgO имеет место при длительном (свыше 60 ч) нагреве при 815-1375° С, в то время как твердые растворы в системе Zr02-СаО являются при этих условиях устойчивыми.
Частичный распад твердых растворов в системе Zr02-СаО, содержащей 8-20% (мол.) СаО, наблюдался при 1200° С. В этом случае распад твердых растворов объясняется наличием цирконата кальция, который кристаллизуется в форме, близкой к кубической. Исследованиями установлено, что при частичной стабилизации имеется смесь кубической и моноклинной модификаций.
При высоких температурах расширение кубической Zr02 компенсируется сжатием моноклинной Zr02. Несмотря на то, что частичная стабилизация показала лучшие результаты в смысле объемопостоянства, тем не менее существенных изменений в термостойкости не наблюдается.
