Aplicaciones de la cerámica de circonio y cambios de fase,Las aplicaciones tradicionales de la cerámica de circonio son principalmente como materiales refractarios, revestimientos, esmaltes y para fines de fundición, pero con un mejor conocimiento de las propiedades termodinámicas y eléctricas de la cerámica de circonio, ha sido posible utilizarla ampliamente como cerámica estructural de alto rendimiento y materiales dieléctricos sólidos. En particular, la aparición de los denominados materiales de circona endurecida a partir de la década de 1970, con un conocimiento más profundo del proceso de cambio de fase de la circona, ha dado lugar a una mejora significativa de las propiedades mecánicas del material, especialmente en lo que respecta a la tenacidad a temperatura ambiente, que se sitúa a la cabeza de los materiales cerámicos. La aplicación como componentes mecánicos térmicos y resistentes al desgaste ha recibido una amplia atención; el uso de las propiedades conductoras iónicas del óxido de circonio como sensores de oxígeno, pilas de combustible y elementos calefactores ha tenido éxito.
La zirconia existe en tres polimorfos estables: fase monoclínica (m), fase cúbica (c) y fase tetragonal, es decir, el análisis desde el punto de vista termodinámico muestra que la fase monoclínica de la zirconia pura es estable hasta 1170°C, más allá de esta temperatura se transforma en fase tetragonal, y la temperatura alcanza 2370°C se transforma en fase cúbica hasta que se produce la fusión a 2680-2700°C. Todo el proceso de suma es reversible. Cuando se enfría de la alta temperatura a la temperatura de transición de fase tetragonal, debido a la existencia del fenómeno de histéresis de cambio de fase, por lo que alrededor de 1050 ℃, es decir, alrededor de 100 ℃ inferior, antes de la fase en la fase m, llamado cambio de fase martensítica, mientras que el cambio de fase se producirá 3-4% de expansión de volumen, este cambio de volumen es suficiente para superar el límite elástico de ZrO2, granos, lo que conduce a la fisuración del material. Por lo tanto, desde el proceso de cambio de fase termodinámica y cristalina para preparar ZrO2 puro, el material es casi imposible. Para evitar esta transición de fase, se pueden utilizar óxidos de iones metálicos divalentes (Ca, Mg, Sr) e iones metálicos trivalentes (Y, Ce y ± diluido) como estabilizadores para formar soluciones sólidas con ZrO2, siempre que el radio de estos iones difiera del radio del ion Zr+ en <40% para producir una estructura de fase cúbica estable. El mecanismo exacto del proceso de estabilización sigue siendo poco conocido. La comprensión del diagrama de fases binarias y el desarrollo de un régimen de tratamiento térmico adecuado son esenciales antes de la preparación de materiales estabilizados.