Fasa Transformation Toughening
Meginregla: Metstable fjórhyrningafasinn (t-ZrO₂) gengst undir dreifingarlausa fasabreytingu undir streitusviðinu við sprunguoddinn, umbreytist í einklíníska fasann (m-ZrO₂), ásamt um það bil 4%-5% rúmmálsstækkun. Þessi stækkun myndar þrýstiálag við sprunguoddinn, vegur á móti hluta af ytri streitu og hindrar sprunguútbreiðslu.
Einkenni: Veruleg hersluáhrif; þetta er mikilvægasti herslubúnaðurinn fyrir sirkon keramik, en fasabreytingarskilyrði (eins og hitastig og streitusvið) verður að stjórna til að forðast of mikla fasabreytingu sem leiðir til efnisbilunar.
Agnaherðing
Meginregla: Hár-styrkur, hár-teygjanlegur-stuðull agnir (eins og Al₂O₃, SiC o.s.frv.) er bætt sem hersluefni í ZrO₂ keramikduft. Agnirnar harðna með eftirfarandi aðferðum:
* Sprungubeyging: Agnir hindra beina útbreiðslu sprungna, sem veldur því að þær fara framhjá agnunum og mynda lengri leið.
* Sprungubrú: Agnir tengja báðar hliðar sprungunnar, bera hluta af álaginu og draga úr álagsstyrk við sprunguoddinn.
Eiginleikar: Einfalt ferli, með litlum tilkostnaði, en hersluáhrifin eru veikari en whiskers eða trefjar, sem krefst hagræðingar á agnagerð, kornastærð (venjulega undirmíkrónastigi) og innihaldi (almennt minna en 20%).
Trefjaherðing
Meginregla: Trefjar (eins og koltrefjar, SiC trefjar) herðast með eftirfarandi aðferðum:
* Sprungubrú: Trefjar fara yfir sprungur, bera togálag og koma í veg fyrir sprunguútbreiðslu.
* Útdráttar-áhrif: Trefjar eyða orku þegar þær eru teknar út úr fylkinu, sem eykur brotavinnu.
* Sprungubeyging: Trefjar valda breytingu á útbreiðslustefnu sprungunnar og auka leiðarlengdina.
Eiginleikar: Herðandi áhrif eru betri en agnir, en einsleitni trefjadreifingar og styrkleiki tengiflits þarfnast strangrar eftirlits, sem leiðir til hærri kostnaðar.
Sjálfs-herjandi
Meginregla: Með því að stjórna sintunarferli sirkonkeramiksins myndast súlulaga kristallar eða langir korn inni í efninu. Við brot dreifist sprungan meðfram kornamörkum, sveigist þegar hún hittir súlulaga kristalla, eykur útbreiðsluleiðina og eyðir meiri orku.