Некоторые особенности деформационного поведения керамики на основе ZгO2 с добавкой 9 мол.% СеO2

Abstract

Для диоксидциркониевой керамики, стабилизированной 9 мол. % Се02, изучены особенности деформирования и образования зон трансформационных переходов тетрагональной фазы в моноклинную под воздействием механических напряжений. Показано, что при комнатной температуре такой переход осуществляется взрывообразно (автокаталитически) с образованием обширных зон m-фазы, имеющих вид полос на поверхности растяжения образца, и сопровождается появлением нелинейного пилообразного участка на диаграмме деформирования. При повышении температуры испытаний степень автокаталитичности снижается, степень нелинейности уменьшается, и диаграммы теряют пилообразный характер. При этом прочность материала возрастает почти в четыре раза при ~ 200°С, а затем снижается до первоначального уровня при температуре 400°С. Предполагается, что такое механическое поведение связано с изменением механизмов упрочнения в керамике.

Для диоксидцирконієвої кераміки, стабілізованої 9 мол.% CeO2, вивчено особливості деформування і виникнення зон трансформаційних переходів тетрагональної фази в моноклінну під дією механічних напружень. Показано, що в умовах кімнатної температури такий перехід здійснюється вибухоподібно (автокаталітично) з утворенням широких зон m-фази, що мають вигляд смуг на поверхні розтягу зразка, і супроводжується появою нелінійної пилкоподібної дільниці на діаграмі деформування. Із підвищенням температури випробувань ступінь автокаталітичності знижується, ступінь не- лінійності зменшується, і діаграми втрачають пилкоподібний характер. При цьому міцність матеріалу підвищується майже у чотири рази при ~ 200°С, а потім зменшується до початкового рівня при температурі 400°С. Припускається, що така механічна поведінка пов’язана зі зміною механізмів зміцнення у кераміці.

Peculiarities of deformation and formation of zones of transformation transitions from tetragonal to monoclinic phases under the action of mechanical stresses were studied for zirconia ceramics stabilized with 9 mol.% CeO2. It was demonstrated that at room temperature such transitions occur like an explosion (autocatalytically) with formation of large zones of the m-phases appearing as strips on the tensile surface of the specimen, and are accompanied by the emergence of a non-linear saw-toothed portion on the stress-strain diagram. With the increase in the test temperature the levels of autocatalyticity and nonlinearity decrease, and the diagrams lose their saw-toothed form. As this takes place, the strength of the material rises almost to four-fold at ~ 200°C, and then falls to the initial level at a temperature of 400°C. The authors assume such a mechanical behavior to be connected with changes of hardening mechanisms in ceramics.