DIOXYDE DE ZIRCONIUM

NUMÉRO CAS : 1314-23-4

NUMÉRO CE : 215-227-2

Le dioxyde de zirconium est un matériau à très haute résistance à la propagation des fissures. Les céramiques au dioxyde de zirconium ont également une dilatation thermique très élevée et sont donc souvent le matériau de choix pour joindre la céramique et l'acier. Le dioxyde de zirconium de Tec Star est une nanoparticule sèche agissant comme charge.
Résout les problèmes typiques de finition de surface comme la corrosion et les rayures.
Augmente la dureté de la surface, améliore la résistance à la lumière UV et l'effet antiseptique.
Offre la possibilité de remplacer la passivation chromée de surface.
Le dioxyde de zirconium diminue également l'usure et le coefficient de frottement. L'oxyde de zirconium est recommandé pour les peintures, les revêtements galvaniques et les applications d'encre.

Le dioxyde de zirconium (ZrO2), parfois appelé zircone (à ne pas confondre avec le zircon), est un oxyde cristallin blanc de zirconium.
La forme la plus naturelle des dioxydes de zirconium, avec une structure cristalline monoclinique, est la baddeleyite minérale.
Une zircone structurée cubique stabilisée par dopant, la zircone cubique, est synthétisée en différentes couleurs pour être utilisée comme pierre précieuse et comme simulant de diamant.
Les produits en dioxyde de zirconium se caractérisent par de bonnes propriétés mécaniques et une stabilité à haute température, une forte résistance thermique et à la corrosion, une inertie chimique et une qualité constante.
Cela les rend idéales pour une utilisation dans une large gamme de produits réfractaires, de couleurs et pigments céramiques et d'applications électroniques.

D'autres applications incluent les matériaux de friction, les baguettes de soudage et le métal et alliages de zirconium.
Les céramiques de zircone avancées ont une excellente biocompatibilité, garantissant que la zircone a remplacé l'alumine comme matériau de choix pour les prothèses telles que les articulations de la hanche ou les têtes sphériques fémorales.
Le dioxyde de zirconium a une résistance et une dureté supérieures, une résistance à l'usure, une stabilité, une résistance aux rayures et une biocompatibilité avec le corps humain.
L'une des autres utilisations les plus courantes de la zircone est dans les implants dentaires.

Le dioxyde de zirconium, également connu sous le nom de dioxyde de zirconium (Zr02), se trouve sous sa forme la plus naturelle dans le minéral baddeleyite.
Mais le dioxyde de zirconium peut également être dérivé chimiquement du zircon.
Le dioxyde de zirconium est l'oxyde le plus important commercialement formé par le zircon.
Le dioxyde de zirconium ou zircone est l'un des oxydes céramiques les plus utilisés.

Les applications du dioxyde de zirconium vont de l'utilisation dans les produits abrasifs, les bridges et couronnes dentaires, les additifs dans les peintures et les laques, dans les membranes de piles à combustible et dans les implants articulaires.
Le dioxyde de zirconium est également utilisé comme pigment blanc pour la porcelaine ou en mélange avec de l'oxyde de vanadium comme pigment jaune.
La plupart des consommateurs associent ce matériau aux couteaux de cuisine en céramique que l'on trouve aujourd'hui dans de nombreux ménages et leurs lames sont en zircone.
La plupart des produits sur le marché sont fabriqués à base de poudres de dioxyde de zirconium microcristallines, seuls les marchés de niche ont commencé à utiliser de plus en plus les puissances des nanoparticules de dioxyde de zirconium. Le dioxyde de zirconium est une source de zirconium hautement insoluble et thermiquement stable adaptée aux applications en verre, optique et céramique. Le dioxyde de zirconium est un oxyde cristallin blanc également connu sous le nom de zircone, la forme cristalline cubique utilisée dans les bijoux est rarement trouvée dans la nature.

Les dioxydes de zirconium ne sont pas conducteurs d'électricité.
Cependant, certains oxydes structurés en pérovskite sont conductrices électroniques et trouvent une application dans la cathode des piles à combustible à oxyde solide et des systèmes de génération d'oxygène.
Les dioxydes de zirconium sont des composés contenant au moins un anion oxygène et un cation métallique.
Les dioxydes de zirconium sont généralement de haute pureté (99,999 %) en poudre d'oxyde de zirconium (ZrO2) insoluble dans les solutions aqueuses (eau) et extrêmement stables, ce qui les rend utiles dans les structures en céramique aussi simples que la production de bols en argile à l'électronique de pointe et dans les composants structurels légers dans l'aérospatiale et l'électrochimique applications telles que les piles à combustible dans lesquelles elles présentent une conductivité ionique.

Les composés d'oxydes métalliques sont des anhydrides basiques et peuvent donc réagir avec des acides et des agents réducteurs puissants dans des réactions redox. Le dioxyde de zirconium est également disponible sous forme de pastilles, de morceaux, de poudre, de cibles de pulvérisation, de comprimés et de nanopoudre (provenant des installations de production à l'échelle nanométrique d'American Elements). Le dioxyde de zirconium est généralement immédiatement disponible dans la plupart des volumes. Des formes de haute pureté, submicroniques et nanopoudres peuvent être envisagées.
Des informations techniques, de recherche et de sécurité supplémentaires (MSDS) sont disponibles. Le dioxyde de zirconium (zircone) a la résistance et la ténacité les plus élevées à température ambiante de tous les matériaux céramiques avancés.
Le dioxyde de zirconium trouve une utilisation dans les applications à forte usure et corrosion, y compris les vannes, les pompes et les chemises.
Le dioxyde de zirconium est le matériau de choix pour les industries de transformation chimique et pétrochimique.

Il existe plusieurs qualités de zircone disponibles, dont les plus courantes sont la zircone partiellement stabilisée à l'yttria (Y-PSZ) et la zircone partiellement stabilisée à la magnésie (Mg-PSZ). Ces deux matériaux offrent d'excellentes propriétés.
L'Y-TZP (oxyde de zirconium stabilisé à l'yttria) est un matériau spécialisé pour les applications céramiques structurelles critiques.
Ce matériau a la résistance à la flexion la plus élevée des matériaux en zircone, en particulier lorsqu'il est traité à l'aide d'une HIP (Hot Isostat Press).
La granulométrie extrêmement fine du matériau le rend idéal pour créer des lames tranchantes qui, en raison de son excellente résistance à l'usure, resteront tranchantes comme des rasoirs. Il est utilisé dans les applications d'outillage et de traitement pour sa résistance, sa ténacité supérieure et son excellente résistance à l'abrasion.
Mg-PSZ (magnésie-zircone partiellement stabilisée) a d'excellentes propriétés mécaniques, y compris une résistance élevée, une ténacité à la fracture, une résistance à l'usure, un bon choc thermique et une faible conductivité thermique. et revêtements, c'est le matériau de choix pour les industries de transformation chimique et pétrochimique. Le dioxyde de zirconium a de nombreuses propriétés utiles qui lui permettent de convenir à une variété d'usages dans de nombreuses industries.
Les procédés de fabrication et de traitement de la zircone permettent en outre à une entreprise de moulage par injection de zircone de modifier ses caractéristiques pour répondre aux exigences et aux besoins spécifiques d'une grande variété de clients et d'applications différentes.

À cet égard, le zirconium est similaire à l'alumine.
L'oxyde d'aluminium convient également à différentes utilisations et l'alumine peut être fabriquée et traitée de plusieurs manières différentes pour répondre à différents besoins.
Cependant, les utilisations, les applications et les caractéristiques ont tendance à différer.
Découvrez à quoi sert le dioxyde de zirconium et à quel point il peut être dur.

Le dioxyde de zirconium ou zircone (ZrO2) est un oxyde métallique traité à partir du minéral Baddeleyite (oxyde de zirconium) ou extrait du sable de silicate de zirconium.
Bien qu'il existe une abondance de matière première (principalement d'Australie et d'Afrique du Sud), les procédés d'extraction du ZrO2 sont variés et coûteux (par exemple, fusion, lixiviation, arc plasma, dissolution et précipitation).
Les puretés varient de 75 à >99 %.
Chaque processus produit des zircones qui ont leurs propres propriétés uniques. Des tonnages considérables de zircone sont utilisés chaque année (des dizaines de milliers de tonnes), bien plus que les matériaux hitech utilisés à des fins similaires.
La forme sous laquelle existent les cristaux de zircone change avec la température (monoclinique à 1170C, tétragonale à 2370C, cubique à fondante à 2880C).
L'oxyde de zirconium (ZrO2), parfois appelé zircone (à ne pas confondre avec le zircon), est un oxyde cristallin blanc de zirconium.

Le dioxyde de zirconium est produit par calcination de composés de zirconium, en exploitant sa haute stabilité thermique.
Le dioxyde de zirconium est l'un des matériaux céramiques les plus étudiés. Le ZrO2 adopte une structure cristalline monoclinale à température ambiante et passe à tétragonal et cubique à des températures plus élevées.
Le dioxyde de zirconium est principalement utilisé dans la production de céramiques, avec d'autres utilisations, notamment comme revêtement protecteur sur des particules de pigments d'oxyde de titane, comme matériau réfractaire, dans l'isolation, les abrasifs et les émaux.
La zircone stabilisée est utilisée dans les émetteurs d'oxygène et les membranes de piles à combustible, car elle a la capacité de permettre aux ions oxygène de se déplacer librement à travers la structure cristalline à haute température.
Cette conductivité ionique élevée (et une faible conductivité électronique) en fait l'une des électrocéramiques les plus utiles.

Le dioxyde de zirconium est également utilisé comme électrolyte solide dans les appareils électrochromes.
La très faible conductivité thermique de la phase cubique de la zircone a permis son utilisation également comme revêtement de barrière thermique, dans les moteurs à réaction et dans les moteurs diesel.
Le dioxyde de zirconium est un matériau très courant utilisé en dentisterie pour la fabrication de restaurations dentaires, en orthopédie sont utilisés dans la réalisation de composants articulaires tels que la hanche et le genou ; en raison de sa dureté peut être utilisé pour fabriquer des couteaux en céramique; il a également des applications potentielles en tant qu'isolant dans le transistor.
Le dioxyde de zirconium cristallin (oxyde de zirconium), ZrO2, appelé zircone (à ne pas confondre avec le zircon, qui est un minéral, et le Zirkon™, qui est un produit sur le marché) est fabriqué pour être utilisé comme pigment blanc à partir de minéraux par conversion en Zr(SO4)2, suivi d'une hydrolyse. Le ZrO2 est également utilisé comme matériau réfractaire (creusets, revêtement de four), et il est insoluble dans l'eau, seulement légèrement soluble dans HCl et HNO3, et, cependant, lentement soluble dans HF lors du chauffage avec 66% H2SO4.

Le dioxyde de zirconium est considéré comme l'un des meilleurs matériaux céramiques biocompatibles actuellement connus avec le titane métallique.
Le dioxyde de zirconium, ou zircone, ZrO2, est le mot dans la dentisterie actuelle.
On peut dire que la zircone est un matériau de choix en dentisterie restauratrice contemporaine pour plusieurs raisons.
De plus, la dentisterie restauratrice concerne la promotion de l'adhérence et le collage durable des restaurations.

Le dioxyde de zirconium a trouvé de nombreuses applications dans les restaurations dentaires, telles que les ponts, les couronnes, les piliers d'implants dentaires et les systèmes d'implants dentaires complets.
Le dioxyde de zirconium a attiré l'attention en raison de ses propriétés mécaniques supérieures telles qu'une résistance à la flexion supérieure (qui est de 1200 MPa par rapport à 1000 MPa pour l'acier), une ténacité élevée à la rupture, une dureté élevée, une excellente fatigue et une résistance aux dommages.
Le matériau est résistant aux attaques chimiques et ne réagit pas facilement avec des acides forts, des alcalis ou d'autres matériaux corrosifs.
En ce qui concerne ses propriétés physiques, le ZrO2 est un matériau blanc et opaque qui ne se dissout pas et ne réagit pas avec l'eau et d'autres solvants.
Le dioxyde de zirconium est un excellent isolant thermique et chimique et est utilisé dans les piles à combustible.

LES USAGES:

Le dioxyde de zirconium est principalement utilisé dans la production de céramiques dures, comme en dentisterie, avec d'autres utilisations, notamment comme revêtement protecteur sur des particules de pigments de dioxyde de titane, comme matériau réfractaire, dans l'isolation, les abrasifs et les émaux.
La zircone stabilisée est utilisée dans les capteurs d'oxygène et les membranes de piles à combustible car elle a la capacité de permettre aux ions oxygène de se déplacer librement à travers la structure cristalline à haute température.
Cette conductivité ionique élevée (et une faible conductivité électronique) en fait l'une des électrocéramiques les plus utiles.
Le dioxyde de zirconium est également utilisé comme électrolyte solide dans les appareils électrochromes.

Le dioxyde de zirconium est un précurseur du titanate de zirconate de plomb électrocéramique (PZT), qui est un diélectrique à haute teneur en κ, que l'on trouve dans une myriade de composants.
La très faible conductivité thermique de la phase cubique de la zircone a également conduit à son utilisation comme revêtement de barrière thermique, ou TBC, dans les moteurs à réaction et diesel pour permettre un fonctionnement à des températures plus élevées.
Thermodynamiquement, plus la température de fonctionnement d'un moteur est élevée, plus l'efficacité possible est grande.
Une autre utilisation à faible conductivité thermique est celle d'isolant en fibre céramique pour les fours à croissance cristalline, les piles à combustible et les systèmes de chauffage infrarouge.

Ce matériau est également utilisé en dentisterie dans la fabrication de sous-armatures pour la construction de restaurations dentaires telles que des couronnes et des bridges, qui sont ensuite recouvertes d'une porcelaine feldspathique conventionnelle pour des raisons esthétiques, ou de prothèses dentaires solides et extrêmement durables construites entièrement en zircone monolithique. , avec une esthétique limitée mais en constante amélioration.[11] La zircone stabilisée à l'yttria (oxyde d'yttrium), connue sous le nom de zircone stabilisée à l'yttria, peut être utilisée comme matériau de base solide dans certaines restaurations de couronnes entièrement en céramique.
La zircone trempée par transformation est utilisée pour fabriquer des couteaux en céramique.
En raison de leur dureté, les couverts à bords en céramique restent tranchants plus longtemps que les produits à bords en acier.
En raison de son infusibilité et de sa luminosité brillante lorsqu'il est incandescent, il a été utilisé comme ingrédient de bâtons pour les feux de la rampe.

Le dioxyde de zirconium a été proposé pour électrolyser le monoxyde de carbone et l'oxygène de l'atmosphère de Mars afin de fournir à la fois du carburant et un oxydant qui pourraient être utilisés comme réserve d'énergie chimique pour le transport de surface sur Mars.
Les moteurs à monoxyde de carbone/oxygène ont été suggérés pour une utilisation précoce dans le transport de surface, car le monoxyde de carbone et l'oxygène peuvent être produits directement par électrolyse de la zircone sans nécessiter l'utilisation d'aucune des ressources en eau martiennes pour obtenir de l'hydrogène, qui serait nécessaire pour la production de méthane. ou tout autre carburant à base d'hydrogène.
La zircone peut être utilisée comme photocatalyseur car sa bande interdite élevée permet la génération d'électrons et de trous à haute énergie.
Certaines études ont démontré l'activité de la zircone dopée (afin d'augmenter l'absorption de la lumière visible) dans la dégradation des composés organiques et la réduction du Cr(VI) des eaux usées.
Le dioxyde de zirconium est également un matériau diélectrique potentiel à haute teneur en κ avec des applications potentielles en tant qu'isolant dans les transistors.

Le dioxyde de zirconium est également utilisé dans le dépôt de revêtements optiques ; c'est un matériau à haut indice utilisable du proche UV au moyen IR, du fait de sa faible absorption dans cette région spectrale.
Dans de telles applications, le dioxyde de zirconium est typiquement déposé par PVD.
Dans la fabrication de bijoux, certains boîtiers de montres sont annoncés comme étant « de l'oxyde de zirconium noir ».
En 2015, Omega a sorti une montre entièrement ZrO2 nommée "The Dark Side of The Moon" avec boîtier, lunette, poussoirs et fermoir en céramique, la présentant comme quatre fois plus dure que l'acier inoxydable et donc beaucoup plus résistante aux rayures lors d'une utilisation quotidienne.
Dans le soudage à l'arc au tungstène gazeux, les électrodes en tungstène contenant 1 % d'oxyde de zirconium (alias zircone) au lieu de 2 % de thorium ont une bonne capacité d'amorçage d'arc et de courant, et ne sont pas radioactives.
Le dioxyde de zirconium, également connu sous le nom de zircone et oxyde de zirconium, est un oxyde métallique cristallin qui a trouvé sa place dans l'industrie de la céramique.
Le dioxyde de zirconium se caractérise par sa résistivité thermique élevée, sa résistance mécanique et ses propriétés abrasives.

Utilisée pour la première fois dans l'industrie médicale en 1969, la zircone a démontré une biocompatibilité exceptionnelle, avec de bonnes propriétés tribologiques, une bonne esthétique et des propriétés mécaniques élevées.
Le dioxyde de zirconium est utilisé de manière tout à fait prépondérante dans les procédures dentaires, comme dans les couronnes en zircone et les piliers implantaires à base de zircone.
L'une de ses formes les plus populaires est la zircone cubique, un composé cristallin cubique incolore et mécaniquement résistant.
En raison de sa propriété optiquement irréprochable, il constitue une alternative peu coûteuse aux diamants dans l'industrie de la joaillerie.
Le dioxyde de zirconium ne doit pas être confondu avec le zircon (ou silicate de zirconium), un minéral également utilisé dans l'industrie de la céramique et des réfractaires.

Le dioxyde de zirconium est un solide cristallin de couleur blanche, mais qui peut être produit en différentes couleurs pour être utilisé comme pierre précieuse alternative au diamant ou comme couronne dentaire en céramique dans des applications médicales.
Naturellement, il se présente sous forme de baddeleyite minérale translucide (parfois transparente), un minéral rare qui a une structure cristalline prismatique monoclinique; c'est-à-dire un minéral ayant des vecteurs inégaux.
Également connu sous le nom d'« acier céramique », cet oxyde de zirconium est chimiquement inerte et est considéré comme l'un des matériaux de restauration les plus propices, en raison de ses excellentes propriétés mécaniques.
De tous les matériaux céramiques avancés, la zircone a la plus haute ténacité et résistance à température ambiante.
À des températures élevées, la zircone peut subir un changement de volume substantiel pendant la transformation de phase.

De ce fait, il est difficile d'obtenir des produits de zircone stables lors du frittage, c'est pourquoi une stabilisation de la zircone est généralement requise.
La zircone partiellement stabilisée (PSZ) ajoute aux propriétés mécaniques exceptionnelles et à l'inertie chimique un niveau élevé de stabilité chimique, même dans des environnements difficiles.
Le dioxyde de zirconium est utilisé comme substitut de l'alumine dans les applications biomédicales telles que les implants dentaires, grâce à ses propriétés mécaniques supérieures, et est comparable aux dents en termes de résistance mécanique. Le dioxyde de zirconium (ZrO2), ou zircone, est un matériau céramique avancé le plus couramment utilisé dans la production de différents types de céramiques dures.
Ce matériau est le plus largement utilisé pour la production de divers implants dentaires en raison de sa dureté, de son inactivité chimique et de ses divers aspects biocompatibles.

Cependant, l'utilisation du dioxyde de zirconium en dentisterie n'est que l'utilisation la plus connue de ce matériau céramique avancé.
Il existe d'autres propriétés qui rendent la zircone adaptée à diverses applications.
Ces propriétés comprennent :

-Excellente résistance à la corrosion et aux différents produits chimiques
-Absence de fragilité innée de certains autres types de céramiques techniques
-Très haute résistance à température ambiante
-Très haute résistance à la rupture
-Haute dureté et densité
-Très bonne résistance à l'usure
-Bon comportement au frottement
-Faible conductivité thermique
-Isolation électrique solide

Le dioxyde de zirconium est ces caractéristiques et d'autres du dioxyde de zirconium qui en ont fait un choix courant non seulement comme matériau largement répandu pour les sous-structures dentaires, mais également dans d'autres industries.
Le dioxyde de zirconium est également utilisé dans :

-Manipulation des fluides
-Composants aéronautiques
-Outils de coupe
-Applications biomédicales
-Micro ingénierie
-Pièces électroniques
-La fibre optique
-Buses pour pulvérisation et extrusions
-Pièces qui nécessitent un aspect esthétique agréable
-Composants qui nécessitent une résistance à l'usure et une résistance élevée

Le dioxyde de zirconium est ce type de polyvalence qui fait de la zircone l'un des matériaux céramiques avancés les plus largement utilisés.
De plus, les entreprises sont en mesure de fabriquer une variété de pièces et de composants différents à partir de zircone, en utilisant le moulage par injection, permettant au dioxyde de zirconium de devenir un matériau encore plus répandu.
En céramique, la zircone est utilisée pour un certain nombre de choses :

-Le dioxyde de zirconium est utilisé dans les formulations de teinture pour stabiliser et aider certaines couleurs.
-Le dioxyde de zirconium est ajouté aux céramiques sans oxyde comme aide au frittage (pour aider à coller les particules ensemble).
-Ajouté aux formulations de corps et de glaçage pour favoriser la dureté.
-Utilisé dans les creusets, les buses, les vannes et même les briques réfractaires pour résister à l'attaque des métaux en fusion.
-Utilisé comme opacifiant dans les glaçures et frittes (rend les transparents blancs). Le pouvoir opacifiant est similaire au silicate de zirconium (6-9% pour une semi-opacité, 10-15% pour une opacité totale).
-Utilisé comme blanchisseur dans les porcelaines.

La zircone a également d'autres utilisations intéressantes :

-Le dioxyde de zirconium a une résistance chimique et à la corrosion à des températures bien supérieures au point de fusion de l'alumine.
-La dureté et la résistance à la chaleur du dioxyde de zirconium le rendent approprié pour une utilisation dans les abrasifs, les outils de coupe et les pièces de moteur.
-Le dioxyde de zirconium est utile comme matériau d'implant médical.
-La conductivité ionique du dioxyde de zirconium le rend précieux dans les capteurs et les piles à combustible.

Le dioxyde de zirconium (ZrO2) en tant qu'abrasif est utilisé pour fabriquer des meules et du papier de verre spécial.
Le dioxyde de zirconium est également utilisé dans les émaux céramiques, dans les émaux et pour le revêtement des fours et des moules à haute température.
Le dioxyde de zirconium résiste à la corrosion à haute température, ce qui le rend idéal pour les creusets et autres types d'articles de laboratoire. Le ZrO2 est utilisé comme "getter" pour éliminer la dernière trace d'air lors de la production de tubes à vide. Le dioxyde de zirconium (ZrO2) est le composé de zirconium le plus courant dans la nature.

Le dioxyde de zirconium a de nombreuses utilisations, y compris la production de tissus résistants à la chaleur et d'électrodes et d'outils à haute température, ainsi que dans le traitement des maladies de la peau.
La baddeleyite minérale (connue sous le nom de zircone ou ZrO2) est la forme naturelle de l'oxyde de zirconium et est utilisée pour produire du zirconium métallique par l'utilisation du procédé Kroll.
Le procédé Kroll est utilisé pour produire du titane métallique ainsi que du zirconium.
Les métaux, sous forme de tétrachlorures métalliques, sont réduits avec du magnésium métallique puis chauffés à « rougeur » sous pression normale en présence d'une couverture de gaz inerte tel que l'hélium ou l'argon. Le dioxyde de zirconium est présent dans la nature sous forme de minéral baddeleyite.
L'oxyde a de nombreuses applications industrielles.

Le dioxyde de zirconium est utilisé comme matériau réfractaire.
Le dioxyde de zirconium est utilisé dans la fabrication d'émaux hautement réfléchissants pour céramiques, verres, revêtements de fours métallurgiques, creusets et équipements de laboratoire.
L'oxyde est utilisé pour produire de l'oxygène et des lampes à incandescence.
D'autres utilisations sont la production de cristaux piézoélectriques, de fibres résistantes à la chaleur et de bobines d'induction à haute fréquence.
L'oxyde hydraté est utilisé dans le traitement de la dermatite résultant de l'herbe à puce.
Au lieu de chaux pour la lumière oxhydrique ; avec des terres du groupe de l'yttrium en éclairage incandescent (lampes Nernst) ; comme pigment, abrasif; fabrication d'émaux, de verre blanc, de creusets réfractaires et de revêtements de fours.

UTILISATIONS INDUSTRIELLES :

Il existe plusieurs types de zircone : un oxyde pur (monoclinique) et une forme (cubique) stabilisée, ainsi qu'un certain nombre de variantes telles que la zircone stabilisée par l'assyttrie et la magnésie et les qualités nucléaires.
La zircone stabilisée a un point de fusion élevé, environ 2760°C, une faible conductivité thermique et n'est généralement pas affectée par les atmosphères oxydantes et réductrices et la plupart des produits chimiques.
Les zircones stabilisées à l'yttria et à la magnésie sont largement utilisées pour les équipements et les récipients en contact avec les métaux liquides.
La zircone nucléaire monoclinique est utilisée pour les éléments combustibles nucléaires, le matériel de réacteur et les applications connexes où une pureté élevée (99,7 %) est nécessaire.
La zircone a la particularité d'être un isolant électrique à basse température, devenant progressivement un conducteur au fur et à mesure que les températures augmentent.

APPLICATION:

Les propriétés mécaniques élevées du dioxyde de zirconium, son inertie chimique, sa stabilité à haute température, sa résistance à la corrosion et sa haute qualité ont placé cet acier céramique sur le radar dans de nombreuses industries et domaines d'application.
De nombreux produits d'aujourd'hui, allant des produits réfractaires aux produits médicaux, des pigments, de l'électronique, des revêtements et des céramiques, ont été basés sur la zircone en raison de ses caractéristiques et avantages supérieurs par rapport à d'autres matériaux.
Certaines des applications typiques de la zircone comprennent les filières pour l'extrusion de métal à chaud, les capteurs d'oxygène, les membranes dans les piles à combustible, les sièges de soupape de puits profonds et les joints de pompe marine.
Voici une liste de certains des domaines d'application et d'utilisation les plus courants de la zircone.

-Céramique:

La résistance mécanique et la résistance du dioxyde de zirconium en font un composant approprié pour la fabrication de céramique.
Cela inclut les couteaux en céramique, qui sont nettement plus résistants que les couverts à bords d'acier en raison du facteur de dureté élevé de la zircone.

-Fins réfractaires :

En raison de sa résistance thermique élevée, le dioxyde de zirconium est utilisé comme composant dans les creusets, les fours et autres environnements à haute température.
De plus, le dioxyde de zirconium renforce les propriétés ignifuges de la céramique.
Les briques réfractaires et les plaques de blindage sont des exemples d'applications réfractaires à base de zircone.
De plus, lorsqu'elle est ajoutée au quartz fondu, la zircone peut être utilisée pour produire du verre au siloxyde, un verre plus dur et plus résistant aux contraintes que le verre opaque au quartz.
La zircone peut également être ajoutée à l'oxyde d'aluminium pour être utilisée dans des composants pour le processus de moulage de l'acier.

-Revêtement barrière thermique (TBC) :

Le dioxyde de zirconium est appliqué comme revêtement pour les composants de moteurs à réaction qui sont exposés à des températures élevées.
Ceci est rendu possible grâce à la faible conductivité thermique et à la résistance élevée à la chaleur du composé.
Des études ont confirmé l'efficacité du dioxyde de zirconium pour les applications TBC, à condition que le matériau soit appliqué correctement et uniformément.

-Industrie dentaire :

En raison de la biocompatibilité du dioxyde de zirconium, de sa bonne esthétique et de ses propriétés mécaniques élevées, l'une des utilisations les plus populaires du dioxyde de zirconium est en dentisterie, principalement dans les restaurations dentaires pour ponts, couronnes, facettes en porcelaine feldspathique et prothèses dentaires. Le dioxyde de zirconium stabilisé à l'yttria joue également un rôle déterminant dans la production de couronnes en zircone quasi-permanentes.

-Matériau résistant aux rayures et abrasif :

Avec sa stabilité mécanique et sa résistance à l'abrasion élevées, la zircone est utilisée comme matériau abrasif.
Le dioxyde de zirconium est également utile comme couche protectrice pour les pièces mécaniques, en raison de la résistance du composé aux rayures et aux contraintes mécaniques.

-Systèmes riches en oxygène :

Alors que d'autres matériaux peuvent subir une oxydation et compromettre leur intégrité, le dioxyde de zirconium est stable en présence d'oxygène.
En fait, le dioxyde de zirconium est utilisé dans les membranes des piles à combustible et les mécanismes de détection d'oxygène, même à des températures élevées.

-Industrie de la bijouterie :

Le dioxyde de zirconium, en particulier, est devenu une alternative viable au diamant (qui est extrêmement coûteux).
En plus de sa durabilité et de sa forte similitude esthétique avec le diamant, la zircone cubique produit des coupes contrairement aux diamants et présente une optique sans défaut qui apparaît complètement incolore à l'œil nu.
Le dioxyde de zirconium est communément appelé une imitation de diamant plutôt qu'un diamant synthétique, car il ressemble visuellement au diamant naturel mais n'a pas les mêmes propriétés chimiques.
Des exemples de bijoux à base de zircone comprennent les bagues en zircone cubique et les boucles d'oreilles en zircone cubique.

APPLICATION PRINCIPALE :

-Pompes, pistons et chemises
- Billes et sièges de robinet à tournant sphérique de précision
-Lames de coupe, couteaux,
-Broches à souder
-Ferrules et manchons en fibre optique
-Roulements & rouleaux
-Guides en céramique
-Roulements, pompes et vannes haute performance
- Clapets anti-retour
-Débitmètres
-Instruments de mesure
-Industries médicales et pharmaceutiques
-Industries alimentaires et chimiques
-Textile
-Électronique
-Toners, encres et colorants

TRAITS:

Ils impliquent tous la décomposition du zircon par des moyens chimiques, thermiques ou mécaniques
Tous les produits issus de la décomposition du zircon sont ensuite traités par différenciation de solubilité
Ils impliquent tous l'isolement des composés du zirconium des impuretés résiduelles.

Le dioxyde de zirconium est très résistant à la corrosion, à l'abrasion et au stress des impacts répétitifs.
En fait, leur résistance augmentera au point d'impact. Les billes d'oxyde de zircone ont également une dureté, une durabilité et une résistance incroyablement élevées.
Les températures élevées et les produits chimiques corrosifs ne sont pas un problème pour les billes de zircone, et elles conserveront leurs excellentes propriétés jusqu'à 1800 degrés ºF.
Cela fait des billes de zircone une excellente option pour une utilisation dans de nombreux environnements à fort impact et à haute température.
Leurs propriétés en font la bille la plus durable pour les applications de meulage et de fraisage.
De plus, les billes en céramique d'oxyde de zirconium sont couramment utilisées dans les applications de contrôle de débit telles que les clapets anti-retour, et elles sont également populaires pour une utilisation dans le domaine médical en raison de leur résistance et de leur pureté élevées.

PROPRIÉTÉS:

Une autre combinaison de propriétés exceptionnelles est la très faible conductivité thermique et la haute résistance.
De plus, certains types de céramiques à base d'oxyde de zirconium peuvent conduire des ions oxygène.
Les composants fabriqués à partir de ce matériau sont nettement plus chers que les composants en céramique d'alumine. Les céramiques à base d'oxyde de zirconium sont utilisées, entre autres applications, comme outils pour le formage de fils, comme auxiliaires dans les procédés de soudage, comme matériaux pour les couronnes et les bridges dans l'industrie dentaire, comme anneaux isolants dans les procédés thermiques et comme cellules de mesure d'oxygène dans la sonde lambda

Le dioxyde de zirconium est l'un des matériaux céramiques les plus étudiés. Le ZrO2 adopte une structure cristalline monoclinique à température ambiante et passe à tétragonal et cubique à des températures plus élevées.
Le changement de volume causé par les transitions de la structure de tétragonale à monoclinique à cubique induit des contraintes importantes, la faisant se fissurer lors du refroidissement à haute température.
Lorsque la zircone est mélangée avec d'autres oxydes, les phases tétragonales et/ou cubiques sont stabilisées.
Les dopants efficaces comprennent l'oxyde de magnésium (MgO), l'oxyde d'yttrium (Y2O3, l'yttria), l'oxyde de calcium (CaO) et l'oxyde de cérium (III) (Ce2O3).

Le dioxyde de zirconium est souvent plus utile dans son état de phase « stabilisé ». Lors du chauffage, la zircone subit des changements de phase perturbateurs.
En ajoutant de petits pourcentages d'yttria, ces changements de phase sont éliminés et le matériau résultant a des propriétés thermiques, mécaniques et électriques supérieures.
Dans certains cas, la phase tétragonale peut être métastable.
Si des quantités suffisantes de la phase tétragonale métastable sont présentes, une contrainte appliquée, amplifiée par la concentration de contrainte au niveau d'un fond de fissure, peut entraîner la conversion de la phase tétragonale en monoclinique, avec l'expansion de volume associée.
Cette transformation de phase peut alors mettre la fissure en compression, retardant sa croissance et améliorant la ténacité à la rupture.
Ce mécanisme, connu sous le nom de trempe par transformation, prolonge considérablement la fiabilité et la durée de vie des produits fabriqués avec de la zircone stabilisée.

La bande interdite du dioxyde de zirconium dépend de la phase (cubique, tétragonale, monoclinique ou amorphe) et des méthodes de préparation, avec des estimations typiques de 5 à 7 eV.
Un cas particulier de la zircone est celui de la zircone polycristalline tétragonale, ou TZP, qui indique une zircone polycristalline composée uniquement de la phase tétragonale métastable.
La résistance, la ténacité, la biocompatibilité, la fatigue élevée et la résistance à l'usure exceptionnelles du dioxyde de zirconium le rendent optimal pour les applications dentaires.
Le dioxyde de zirconium, en particulier, est en fait l'un des deux métaux les plus couramment utilisés dans les implants dentaires, avec le titane, car ils présentent tous deux de très bonnes propriétés physiques et chimiques et ils permettent la croissance des ostéoblastes, les cellules qui forment réellement les os.
Voici une liste des propriétés physiques et chimiques les plus importantes de la zircone.
Remarquez comment ces propriétés sont suffisamment élevées pour permettre à la zircone d'être un matériau efficace pour de nombreuses applications, en particulier à des fins réfractaires et dentaires.

-Dilatation thermique élevée (α=11 x 10-6/K, similaire à certains types d'acier)
-Excellente isolation thermique/faible conductivité thermique (2,5 à 3 W/mK)
-Très haute résistance à la propagation des fissures, haute ténacité à la rupture (6,5 à 8 MPam1/2)
-Capacité à conduire des ions oxygène (utilisé pour la mesure des pressions partielles d'oxygène dans les sondes lambda)

PROPRIETES PHYSIQUES ET CHIMIQUES:

-Formule composée : ZrO2
-Poids moléculaire : 123,22
-Aspect : Poudre blanche ou solide sous diverses formes
-Point de fusion : 2 715° C (4 919° F)
-Point d'ébullition : 4 300° C (7 772° F)
-Densité : 5680 kg/m3
-Solubilité dans H2O : Négligeable
-Indice de réfraction : n20/D 2,13
-Conductivité thermique : 2,5-3,0 W/m·K
-Expansion thermique : 10,5 x 10-6/°C
-Masse exacte : 121,895 g/mol
-Masse monoisotopique : 121.894531

PROPRIÉTÉS CHIMIQUES:

Poudre lourde, blanche, amorphe.
Dureté Mohs 6.5, indice de référence 2.2.
Insoluble dans l'eau et la plupart des acides ou alcalis à température ambiante ; soluble dans l'acide nitrique et les acides chlorhydrique, fluorhydrique et sulfurique concentrés à chaud.
Le plus résistant à la chaleur des réfractaires commerciaux ; diélectrique.

PROPRIÉTÉS PHYSIQUES:

Poudre blanche, lourde, amorphe ou cristaux monocliniques; indice de réfraction 2,13 ; densité 5,68 g/cm3; dureté Mohs 6,5; se transforme en structure tétragonale au-dessus de 1 100 °C et en forme cubique au-dessus de 1 900 °C ; fond à 2 710 °C et se vaporise à environ 4 300 °C ; insoluble dans l'eau; soluble dans l'acide fluorhydrique et les acides sulfurique, nitrique et chlorhydrique chauds.

CARACTÉRISTIQUES:

-Haute résistance mécanique
-Excellente résistance à l'usure
-Bonne finition de surface
-Haute ténacité à la rupture
-Faible conductivité thermique
-Haute densité
-Bonne conductivité thermique

PRODUCTION:

Trois phases sont connues : monoclinique au-dessous de 1170°C, tétragonale entre 1170°C et 2370°C, et cubique au-dessus de 2370°C.
La tendance est à une symétrie plus élevée à des températures plus élevées, comme c'est généralement le cas.
Un faible pourcentage des oxydes de calcium ou d'yttrium se stabilise dans la phase cubique.
Le minéral très rare tazheranite est cubique. Contrairement au TiO2, qui contient du titane à six coordonnées dans toutes les phases, la zircone monoclinique se compose de centres de zirconium à sept coordonnées.
Cette différence est attribuée à la plus grande taille de l'atome de zirconium par rapport à l'atome de titane.

La production de dioxyde de zirconium peut entraîner les trois phases possibles susmentionnées en fonction de la température : monoclinique, tétragonale et cubique.
Cette propriété unique du dioxyde de zirconium offre une flexibilité d'utilisation dans une grande variété d'applications et d'industries.
Le dioxyde de zirconium est produit par traitement thermique ou dissociation thermique, bien que le faire sous sa forme pure puisse provoquer des changements de phase brusques qui peuvent fissurer ou fracturer le matériau.
C'est à ce moment-là que le dopage avec des stabilisants, tels que l'oxyde de magnésium, l'oxyde d'yttrium et l'oxyde de calcium, est appliqué pour maintenir la structure intacte.
Ce processus thermique est également appelé calcination, où le chauffage à des températures élevées est effectué dans un milieu d'oxygène ou d'air.
Le dioxyde de zirconium peut également être produit en décomposant du sable de zircon par fusion avec des composés tels que le carbonate de calcium, l'oxyde de calcium, le carbonate de sodium, l'oxyde de magnésium et l'hydroxyde de sodium.

RÉACTION CHIMIQUE:

Le dioxyde de zirconium est chimiquement non réactif.
Il est lentement attaqué par l'acide fluorhydrique concentré et l'acide sulfurique.
Lorsqu'il est chauffé avec du carbone, le dioxyde de zirconium se transforme en carbure de zirconium.
Lorsqu'il est chauffé avec du carbone en présence de chlore, le dioxyde de zirconium se transforme en chlorure de zirconium (IV).
Cette conversion est à la base de la purification du dioxyde de zirconium métallique et est analogue au procédé Kroll.

SYNONYME:

Oxyde de zirconium(IV)
dioxozirconiumDioxyde de zirconium (ZrO2)
Rhuligel
Baddeleyite (ZrO2)
Zirconium Blanc
Anhydride zircone
Pigment Blanc 12
ZrO2
12036-23-6
C.I. 77990
MFCD00011310
Oxyde de zirconium(IV), 98,5% Dioxyde de zirconium, support de catalyseur