Минералокерамические инструментальные материалы обладают высокой твердостью, тепло- и износостойкостью. Они используются для чистовой обработки чугунов и некоторых сталей.

Основой минералокерамики является А1₂О₃ или его смесь с карбидами, нитридами и др. Кроме традиционных марок оксидной керамики широко применяется оксидно-нитридная керамика, например, керамика марки "кортинит" (смесь корунда с нитридом титана).

Преимущества минералокерамических режущих инструментов:

Низкие темпы износа, до 10 раз меньше, чем у быстрорежущей стали.

Металлокерамика не магнитна

Способность работать при высоких температурах.

Металлокерамика не ржавеет, химически инертна и химически стойкая.

Поведения обработки без использования смазочно-охлаждающих жидкостей.

 

Броневая керамика

Бронекерамика обеспечивает защиту до 6а класса (винт. ОСВ 96, пуля 48 гр).

Типоразмер бронекерамики (прямоугольная плоская и радиусная бронеплитка размерами 50×50 мм и 100×100 мм в диапазоне толщин 6-12 мм, бронеролики в диапазоне диаметров 13-29 мм и диапазоне высот 11-24 мм, шестигранники в диапазоне «размеров под ключ» 20-40 мм и диапазоне толщин 6-40мм), из них:

 

 

Диоксид циркония

В природе распространены:

циркон (ZrSiO₄)(67,1 % ZrO₂) и бадделеит (ZrO₂).

В РФ- Ковдорское бадделит-апатитовое месторождение в Мурманской области.

Особенностью ZrO₂является полиморфизм.

При комнатной температуре устойчива моноклинная α-ZrO₂.

Выше 1170^оС α-ZrO₂ обратимо переходит в тетрагональную β–ZrO₂.

Выше 2370^оС β–ZrO₂ обратимо переходит в кубическую γ–ZrO₂.

Плотность: 5,6 г/см³ 6,1 г/см³ 6,27 г/см³

Переход m-ZrO₂↔t-ZrO₂ протекает по мартенситному механизму и сопровождается изменением объема, что приводит к разрушению изделия.

Переход t-ZrO₂↔c-ZrO₂ имеет диффузионную природу.

ZrO₂ образует стабильные твердые растворы.

Фазовые превращения в кристаллах ZrO₂

Фазовый мартенситный переход в диоксиде циркония характеризуют

ряд признаков:

Бездиффузионно-сдвиговым механизмом фазового перехода

(без локальных изменений в химическом составе и коллективно);

Наличием гистерезиса

(несовпадение температурных интервалов прямого и обратного перехода) атермальным характером процесса

(происходит со скоростью звука, как только образуется зародыш новой фазы, отсутствует энергия активации);

Невозможностью закаливания

(процесс с атермической кинетикой невозможно предотвратить резким охлаждением - закалкой).

Мартенситные переходы происходят в твердом состоянии.

Температурный интервал m <-> t переходов зависит от химического состава, термической предыстории, от способа синтеза.

На мартенситных переходах основан упрочняющий эффект ZrO₂

Доменная структура кристаллов ZrO₂

Переход кубической фазы в тетрагональную сопровождается образованием в кристаллах доменной структуры.

Антифазные границы между доменами формируют структуру колонии.

Такая специфическая морфология представляет собой