Двуокись циркония. Часть 3
Пампух [527] установил, что спеченные изделия из ZrO2 с добавкой 5—10% SiO2, несмотря на наличие обратимого полиморфного превращения моноклинной модификации в тетрагональную и наоборот, обладают более значительной термической стойкостью при резких изменениях температур, чем спеченные изделия из ZrO2, стабилизированной окисью кальция или магния.
Положительное влияние добавки SiO2 на свойства спеченной ZrO2, по данным автора, в значительной степени связано с заторможением процесса роста зерен вследствие реакции между компонентами в твердой фазе. Механические свойства при высоких температурах улучшаются при добавке к ZrO2 10% SiO2, обеспечивающей равномерное распределение фазы ZrO2-SiO2 в спеченном материале.
Пампух рекомендует для приготовления изделий применять ZrO2 в виде порошка прокаленной ZrOCl2 в присутствии SiO2 при температуре 700—800° С.
Исследованиями Будникова и Пащенко и др. [897] установлено, что введение коллоидного SiO2 в систему ZrO2 — SiO2 не предотвращает вредного влияния полиморфных превращений ZrO2 на структурные и линейные изменения керамических материалов. Рентгеновский анализ показал, что в системе ZrO2 — SiO2 при содержании SiO2 до 10% твердые растворы не образуются.
По химическим свойствам ZrO2 можно отнести скорее к кислотным, чем к основным окислам. Практически эти окислы даже при высоких температурах инертны по отношению к очень многим веществам. До температуры 2000° С ZrO2 не реагирует с многими расплавленными металлами. На него не действуют едкие щелочи и кислоты (кроме концентрированных H2S04 и HF).
Он не претерпевает химических превращений в окислительной среде. Полагают [436], что в восстановительной газовой среде возможен частичный переход ZrO2 в низшие окислы циркония — Zr2O3 и ZrO с понижением температуры плавления;однако существование и свойства последних еще не установлены. Взаимодействие двуокиси циркония с углеродом при температурах выше 1900° С приводит к образованию карбида циркония (в случае спеченной ZrO2 карбид циркония образуется только на ее поверхности).
Карбид циркония ZrC, так же как TiC и нитриды ZrN и TiN, имеет однотипную кристаллическую решетку (гранецентрический куб) и образует непрерывный ряд твердых растворов. ZrC плавится при 3532° С. Плотность его 6,7 г/см3; параметр решетки 4,687 А; микротвердость 2830 кГ/мм2; коэффициент термического расширения а-106 20 — 1200° — 6,3.
Керамические изделия из стабилизированной ZrO2 имеют большое практическое значение. Предельная температура применения ZrO2 — 2500° С, а в случае особо высокой ее чистоты достигает 2600° С. Высокая температура плавления и низкая теплопроводность дают возможность применять ZrO2 в футеровках высокотемпературных печей.
Непрерывный процесс разливки стали оказался возможным благодаря применению огнеупоров из плавленой стабилизированной ZrO2 [528]. Единственно пригодными для плавки титана оказались тигли из ZrO2, стабилизированной 15 ат. % металлического титана [529]. Титанат бария и стронция интенсивно реагирует со всеми промышленными огнеупорами, за исключением ZrO2, поэтому последний используют в качестве припаса при обжиге указанных титанатов.
Другие части: