Полностью стабилизированная оксидом иттрия конструкционная

циркониевая керамика.

- химсостав: ZrO2 - основа, Y2O3 - 15% масс.(7.4% моль.), Примеси окиси

гафния, кремния и др., не более 0.1% масс.;

- фазовый состав: с-ZrO2 (кубическая фаза) ~86%, остальное тетрагоналка;

- плотность: 5,94 г/см3;

- открытая пористость: 0%;

- средний размер зерна: 4÷6 мкм;

- средняя прочность (трехточечный изгиб при 20°С): 350÷400 МПа

Применяется в основном как теплоизоляционный материал для

высокотемпературных печей (Т>1700°С). Востребована для изготовления

автомобильных и других кислородных датчиков. Основным методом формования

изделий является горячее литье на термопластичном связующем.

Конструкционная керамика из оксида циркония,

частично-стабилизированной оксидом церия.

- химсостав: ZrO2 - основа, СеО2 - 15,2% масс.(12% моль.), Примеси окиси

гафния, кремния и др., не более 0.1% масс.;

- фазовый состав: t-ZrO2 (100% тетрагональной фазы);

- плотность: 6,02÷6,23 г/см3;

- открытая пористость: 0%;

- средний размер зерна: 0,2÷0,4 мкм;

- средняя прочность (трехточечный изгиб при 20°С): 600÷700 МПа

- КIс (трещиностойкость): 12.2÷21.0 МПа • м 1/2;

Керамика ZС рекомендуется для конструкционных излелий, требующих высокой прочности и трещиностойкости при комнатной температуре. Для

высокотемпературных применений непригодна из-за нестабильности

тетрагональной фазы. Из-за высокой плотности, хорошей износостойкости и

химической инертности (коррозионной стойкости) находит применение в шаровых

клапанов штанговых насосов для откачки нефти из скважин. Основным методом

формования изделий является горячее литье на термопластичном связующем,

ограниченно применяется холодное, квазиизостатическое прессование и водное

шликерное литье.

Композиционная керамика в системе Al2o3-ZrO2

Относится к классу так называемых тетерагонально-упрочненных керамик. В

матрице из оксида алюминия равномерно распределены включения тетрагонального

оксида циркония. Тормозящий рост зерна эффект циркониевых включений приводит

к реализации в материале мелкозернистой структуры, с превосходными

механическими свойствами.

- химсостав: Al2O3- основа, ZrO2- 7% масс.;

- фазовый состав: Al2O3- в α-фазе, включения ZrO2- в тетрагональной;

- плотность: 4,14 г/см3;

- открытая пористость: 0%;

- средний размер зерна: Al2O3- 4.2 мкм, ZrO2- 0.2 мкм;

- средняя прочность (трехточечный изгиб при 20°С): 650 МПа

- КIс (трещиностойкость): 2.8÷4.0 МПа • м 1/2;

Керамика применяются для высоконагруженных пар трения-скольжения, для

инструмента обработки металла давлением. Основным методом формования изделий

является горячее литье на термопластичном связующем.

Комбинированная смесь

- химсостав: ZrO2(12%моль.СеО2)- 60% масс., Al2O3(0.25%масс.MgO)- 40%

масс.;

- фазовый состав: Al2O3- в α-фазе, ZrO2- в тетрагональной;

- плотность: 4,62 г/см3;

- открытая пористость: 0%;

средний размер зерна: Al2O3- 3.6 мкм, ZrO2- 0.3 мкм;

- средняя прочность (трехточечный изгиб при 20°С): 760 МПа

Применение аналогично. Основным методом формования изделий является

горячее литье на термопластичном связующем.

Нитридная керамика. К нитридной керамике относят материалы на основе

BN, A1N, Si3N4, (U, Pu)N, а также керамику, получаемую спеканием соединений,

содержащих Si, A1, О, N (по начальным буквам элементов, входящих в керамику, ее

называют “сиалон”), или соединений, содержащих Y, Zr, О и N.

Изготовляют такую керамику спеканием порошков в атмосфере азота при

давлении до 100 МПа, горячим прессованием при 1700-1900 °С. Керамику из Si3N4

получают спеканием порошка Si в среде N2; в этом случае обычно образуется

пористая керамика.

Нитридная керамика характеризуется стабильностью диэлектрических свойств,

высокой механической прочностью, термостойкостью, химической стойкостью в

различных средах. Предел прочности при изгибе для керамика из BN составляет 75-80

МПа, для керамика из AlN-200-250 МПа, для керамика из Si3N4 - дo 1000 МПа.

Керамические нитридные материалы применяют для изготовления

инструментов в металлообрабатывающей промышленности, тиглей для плавки

некоторых полупроводниковых материалов, СВЧ изоляторов и др. Керамика из Si3N4 -

конструкционный материал, заменяющий жаропрочные сплавы из Со, Ni, Cr, Fe.