A figura mostra, sob carga crescente (setas), a microestrutura do compósito de matriz de alumina: alumina em cinza, zircônia tetragonal em amarelo e zircônia transformada em vermelho. Segundo Callaghan, o mecanismo representado é:
- Transformação monoclínica para tetragonal da alumina, com contração volumétrica que fecha a ponta da trinca.
- Fusão local das plaquetas de aluminato de estrôncio, que selam a trinca à medida que ela avança.
- Deformação plástica da matriz de alumina, que absorve a energia da trinca por escoamento local.
- Transformação tetragonal para monoclínica da zircônia, com expansão de cerca de 4% que comprime a trinca.
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Conceito-chave
A zircônia como freio de trinca
A alumina é dura e estável, mas frágil. O compósito moderno acrescenta partículas de zircônia tetragonal à matriz de alumina, e elas funcionam como um mecanismo ativo contra as trincas.
Quando uma sobrecarga abre uma microtrinca, as partículas de zircônia próximas à ponta se transformam espontaneamente da fase tetragonal para a monoclínica. Essa transformação vem com expansão volumétrica de cerca de 4%. A partícula incha, comprime a ponta da trinca e consome parte da energia que a faria avançar. Na figura, é por isso que os grãos ficam vermelhos em torno da trinca à medida que a carga aumenta.
O mesmo fenômeno, dois destinos
É a mesma transformação que arruinou a zircônia pura. Lá, ela acontecia de forma espontânea na superfície e aumentava a rugosidade; aqui, fica contida dentro da matriz de alumina e só é disparada pela trinca. A tenacidade não vem apenas da presença física de partículas resistentes, mas dessa zona compressiva.
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