Fāzes transformācijas rūdīšana
Princips: metastabilā tetragonālā fāze (t-ZrO₂) tiek pakļauta difūzijas fāzes transformācijai zem sprieguma lauka plaisas galā, pārvēršoties monoklīniskajā fāzē (m-ZrO₂), ko pavada aptuveni 4–5% tilpuma izplešanās. Šī izplešanās rada spiedes spriegumu plaisas galā, kompensējot daļu no ārējā sprieguma un kavējot plaisu izplatīšanos.
Raksturojums: Ievērojams rūdīšanas efekts; tas ir vissvarīgākais cirkonija keramikas rūdīšanas mehānisms, bet fāzes transformācijas apstākļi (piemēram, temperatūra un sprieguma lauks) ir jākontrolē, lai izvairītos no pārmērīgas fāzes transformācijas, kas izraisa materiāla atteici.
Daļiņu rūdīšana
Princips: augstas -stiprības, augsta-elastības-modula daļiņas (piemēram, Al₂O3, SiC u.c.) tiek pievienotas kā cietinātāji ZrO₂ keramikas pulverim. Daļiņas sacietē, izmantojot šādus mehānismus:
* Plaisu novirze: daļiņas kavē plaisu taisnu izplatīšanos, liekot tām apiet daļiņas un veidot garāku ceļu.
* Plaisu pārvarēšana: daļiņas savieno abas plaisas puses, nesot daļu no slodzes un samazinot sprieguma koncentrāciju plaisas galā.
Īpašības: Vienkāršs process, zemas izmaksas, taču rūdīšanas efekts ir vājāks nekā ūsām vai šķiedrām, tāpēc ir nepieciešams optimizēt daļiņu veidu, daļiņu izmēru (parasti submikronu līmeni) un saturu (parasti mazāk nekā 20%).
Šķiedru rūdīšana
Princips: šķiedras (piemēram, oglekļa šķiedras, SiC šķiedras) tiek rūdītas, izmantojot šādus mehānismus:
* Plaisu pārvarēšana: šķiedras šķērso plaisas, nesot stiepes spriegumu un novēršot plaisu izplatīšanos.
* Izvilkšanas-efekts: šķiedras patērē enerģiju, kad tās tiek izvilktas no matricas, tādējādi palielinot lūzumu darbu.
* Plaisu novirze: šķiedras izraisa plaisu izplatīšanās virziena izmaiņas, palielinot ceļa garumu.
Īpašības: Cietināšanas efekts ir labāks par daļiņām, taču šķiedru dispersijas viendabīgumam un saskarnes savienojuma stiprībai ir nepieciešama stingra kontrole, kā rezultātā palielinās izmaksas.
Paš-rūdīšana
Princips: kontrolējot cirkonija keramikas saķepināšanas procesu, materiāla iekšpusē veidojas kolonnu kristāli vai garie graudi. Lūzuma laikā plaisa izplatās gar graudu robežām, sastopoties ar kolonnu kristāliem, novirzoties, palielinot izplatīšanās ceļu un patērējot vairāk enerģijas.