ДИОКСИД ЦИРКОНИЯ

Диоксид циркония материал с очень высокой устойчивостью к распространению трещин.
Керамика на основе диоксида циркония также имеет очень высокий коэффициент теплового расширения и поэтому часто является предпочтительным материалом для соединения керамики и стали.
Диоксид циркония от Tec Star представляет собой сухие наночастицы, выполняющие функцию наполнителя.

Номер CAS: 1314-23-4
Номер ЕС: 215-227-2
Название ИЮПАК: диоксоцирконий
Химическая формула: ZrO2

Другие названия: цирконий, диоксоцирконий, бадделеит (ZrO2), рулигель, циркониевые белила, циркониевый ангидрид, Zirox Zt 35, 12036-23-6, CI 77990, MFCD00011310, оксид циркония (IV), стабилизированный кальцием, PCS (наполнитель), CAP (оксид), Nyacol Zr (ацетат), Torayceram Sol ZS-OA, Norton 9839, Zircoa 5027, оксид циркония (VAN), TZ 3YTSK, NZS 30A, CCRIS 6601, Nissan Zirconia Sol NZS 20A, CC 10, EINECS 215-227-2, EINECS 234-843-2, NSC 12958, ZD 100, ZrO2, AI3-29087, стабилизированный кальцием цирконий, оксид циркония (IV), CP, UNII-S38N85C5G0, оксид циркония (IV), 99,9%, оксид циркония, носитель катализатора, оксид циркония (IV), Puratronic?, DTXSID301315847, NSC12958, AKOS015914003, оксид циркония (IV), гранулированный, 3-6 мм, CS-0111468, NS00112646, EC 215-227-2, Q36200, оксид циркония (IV), purum, >=99% на основе ZrO2 + HfO2, оксид циркония (IV), нанопорошок, размер частиц <100 нм (TEM), оксид циркония (IV), порошок, 5 мкм, 99% на основе следовых металлов, оксид циркония (IV), гранулы, диам. x толщина 10 мм x 3,5 мм, оксид циркония (IV), гранулы, диам. x толщина 13,5 мм x 9,5 мм, оксид циркония (IV), гранулы, диам. x толщина 17,5 мм x 5 мм, оксид циркония (IV), гранулы, диам. x толщина 18,5 мм x 7,3 мм, оксид циркония (IV), 18% в H2O, коллоидная дисперсия, стабилизированная 1,3% оксида иттрия, оксид циркония (IV), 99,99% на основе следовых металлов (чистота исключает ~2% HfO2), оксид циркония (IV), распыляемая мишень, диам. x толщина 2,00 дюйма x 0,25 дюйма, 99,95% на основе следов металлов (исключая 2% HfO2)

Решает типичные проблемы отделки поверхностей, такие как коррозия и царапины.
Увеличивает твердость поверхности, улучшает устойчивость к ультрафиолетовому излучению и антисептический эффект.
Предоставляет возможность замены поверхностной хромовой пассивации.
Диоксид циркония также снижает износ и коэффициент трения. Оксид циркония рекомендуется для красок, гальванических покрытий и чернил.

Диоксид циркония (ZrO2), иногда называемый цирконием (не путать с цирконом), представляет собой белый кристаллический оксид циркония.
Наиболее распространенной в природе формой диоксида циркония с моноклинной кристаллической структурой является минерал бадделеит.
Стабилизированный легирующей примесью кубический структурированный диоксид циркония (фианит) синтезируется в различных цветах для использования в качестве драгоценного камня и имитатора алмаза.

Изделия из диоксида циркония характеризуются хорошими механическими свойствами и стабильностью при высоких температурах, высокой термической и коррозионной стойкостью, химической инертностью и стабильным качеством.
Это делает их идеальными для использования в широком спектре огнеупорных изделий, керамических красках и пигментах, а также в электронных изделиях.

Другие области применения включают фрикционные материалы, сварочные прутки, а также металлический цирконий и его сплавы.
Современная циркониевая керамика обладает превосходной биосовместимостью, благодаря чему цирконий заменил оксид алюминия в качестве предпочтительного материала для протезных устройств, таких как тазобедренные суставы или головки бедренных костей.
Диоксид циркония обладает превосходной прочностью и твердостью, износостойкостью, стабильностью, устойчивостью к царапинам и биосовместимостью с организмом человека.
Еще одной наиболее распространенной областью применения циркония является изготовление зубных имплантатов.

Диоксид циркония, также известный как диоксид циркония (Zr02), в своей наиболее естественной форме встречается в минерале бадделеите.
Однако диоксид циркония можно также получить химическим путем из циркона.
Диоксид циркония — наиболее коммерчески важный оксид, образуемый цирконом.
Диоксид циркония или цирконий является одним из наиболее широко используемых керамических оксидов.

Области применения диоксида циркония разнообразны: он используется в абразивных изделиях, зубных мостах и коронках, в качестве добавки в краски и лаки, в мембранах топливных элементов и в имплантатах суставов.
Диоксид циркония также используется в качестве белого пигмента для фарфора или в смеси с оксидом ванадия в качестве желтого пигмента.
У большинства потребителей этот материал ассоциируется с керамическими кухонными ножами, которые сегодня можно встретить во многих домах, а их лезвия изготовлены из циркония.

Большинство продуктов на рынке производятся на основе микрокристаллических порошков диоксида циркония, только нишевые рынки начали все чаще использовать мощности наночастиц диоксида циркония.Диоксид циркония является крайне нерастворимым термически стабильным источником циркония, подходящим для стекольных, оптических и керамических применений. Диоксид циркония является белым кристаллическим оксидом, также известным как цирконий, кубическая кристаллическая форма, используемая в ювелирных изделиях, редко встречается в природе.

Диоксиды циркония не проводят электричество.
Однако некоторые оксиды со структурой перовскита обладают электронной проводимостью и находят применение в катодах твердооксидных топливных элементов и системах генерации кислорода.
Диоксиды циркония представляют собой соединения, содержащие по крайней мере один анион кислорода и один катион металла.
Диоксиды циркония, как правило, представляют собой порошок оксида циркония (ZrO2) высокой чистоты (99,999%), нерастворимый в водных растворах и чрезвычайно стабильный, что делает их полезными в керамических конструкциях, от простых, например, для изготовления глиняных чаш, до сложной электроники, а также в легких структурных компонентах в аэрокосмической и электрохимической промышленности, например, в топливных элементах, в которых они проявляют ионную проводимость.

Соединения оксидов металлов являются основными ангидридами и поэтому могут реагировать с кислотами и сильными восстановителями в окислительно-восстановительных реакциях. Диоксид циркония также доступен в гранулах, кусках, порошке, распыляемых мишенях, таблетках и нанопорошке (из наномасштабных производственных мощностей American Elements). Диоксид циркония обычно немедленно доступен в большинстве объемов. Можно рассмотреть формы высокой чистоты, субмикронные и нанопорошки.

Доступна дополнительная техническая, исследовательская и безопасная (MSDS) информация. Диоксид циркония (Zirconia) обладает самой высокой прочностью и ударной вязкостью при комнатной температуре среди всех современных керамических материалов.
Диоксид циркония находит применение в изделиях, подверженных высокому износу и коррозии, в том числе в клапанах, насосах и вкладышах.
Диоксид циркония является предпочтительным материалом для химической перерабатывающей и нефтехимической промышленности.

Существует несколько марок циркония, наиболее распространенными из которых являются частично стабилизированный оксидом иттрия цирконий (Y-PSZ) и частично стабилизированный оксидом магния цирконий (Mg-PSZ). Оба эти материала обладают превосходными свойствами.
Y-TZP (оксид циркония, стабилизированный иттрием) — это специальный материал для критически важных применений в конструкционной керамике.

Этот материал обладает самой высокой прочностью на изгиб среди циркониевых материалов, особенно при обработке методом HIP (горячего изостатического прессования).
Чрезвычайно мелкий размер зерна материала делает его идеальным для создания острых лезвий, которые благодаря своей превосходной износостойкости будут оставаться острыми как бритва. Он используется в инструментальной и технологической промышленности благодаря своей прочности, превосходной ударной вязкости и превосходной стойкости к истиранию.

Mg-PSZ (частично стабилизированный оксидом магния цирконий) обладает превосходными механическими свойствами, включая высокую прочность, вязкость разрушения, износостойкость, хорошую термостойкость и низкую теплопроводность. Благодаря этим характеристикам он находит применение в изделиях с высоким износом и коррозией, включая клапаны, насосы и футеровки. Это предпочтительный материал для химической и нефтехимической промышленности.

Диоксид циркония обладает множеством полезных свойств, которые позволяют использовать его для различных целей во многих отраслях промышленности.
Процессы производства и обработки циркония позволяют компаниям, занимающимся литьем изделий из циркония под давлением, изменять его характеристики в соответствии с конкретными требованиями и потребностями широкого круга клиентов и различных сфер применения.

В этом отношении цирконий похож на оксид алюминия.
Оксид алюминия также подходит для различных целей, а глинозем можно производить и обрабатывать несколькими способами в зависимости от различных потребностей.
Однако их использование, применение и характеристики, как правило, различаются.
Посмотрите, для чего можно использовать диоксид циркония и насколько он прочен.

Диоксид циркония или цирконий (ZrO2) — это оксид металла, получаемый либо из минерала бадделеита (оксида циркония), либо извлекаемый из песка силиката циркония.
Несмотря на обилие сырья (в основном из Австралии и Южной Африки), процессы извлечения ZrO2 разнообразны и дороги (например, плавка, выщелачивание, плазменная дуга, растворение и осаждение).

Каждый процесс производит цирконий, который имеет свои уникальные свойства. Значительные тоннажи циркония используются каждый год (десятки тысяч тонн), намного больше, чем высокотехнологичные материалы, используемые для аналогичных целей.
Форма существования кристаллов диоксида циркония меняется в зависимости от температуры (моноклинная до 1170°С, тетрагональная до 2370°С, кубическая до плавления при 2880°С).
Оксид циркония (ZrO2), иногда называемый цирконием (не путать с цирконом), представляет собой белый кристаллический оксид циркония.

Диоксид циркония получают путем прокаливания соединений циркония, используя его высокую термическую стабильность.
Диоксид циркония является одним из наиболее изученных керамических материалов. ZrO2 принимает моноклинную кристаллическую структуру при комнатной температуре и переходит в тетрагональную и кубическую при более высоких температурах.
Основное применение диоксида циркония — производство керамики, а также в качестве защитного покрытия для частиц пигментов оксида титана, в качестве огнеупорного материала, в изоляции, абразивах и эмалях.
Стабилизированный диоксид циркония используется в датчиках кислорода и мембранах топливных элементов, поскольку он позволяет ионам кислорода свободно перемещаться через кристаллическую структуру при высоких температурах.
Высокая ионная проводимость (и низкая электронная проводимость) делает его одним из самых полезных электрокерамических материалов.

Диоксид циркония также используется в качестве твердого электролита в электрохромных устройствах.
Очень низкая теплопроводность в кубической фазе диоксида циркония позволила использовать его также в качестве теплозащитного покрытия в реактивных и дизельных двигателях.
Диоксид циркония — очень распространенный материал, используемый в стоматологии для изготовления зубных реставраций, в ортопедии — для изготовления суставных компонентов, таких как тазобедренный и коленный; благодаря своей твердости может использоваться для изготовления керамических ножей; также он имеет потенциальное применение в качестве изолятора в транзисторах.

Кристаллический диоксид циркония (оксид циркония), ZrO2, называемый цирконием (не путать с цирконом, который является минералом, и Zirkon™, который является продуктом на рынке), производится для использования в качестве белого пигмента из минералов путем преобразования в Zr(SO4)2 с последующим гидролизом. ZrO2 также используется в качестве огнеупорного материала (тигли, футеровка печей), он нерастворим в воде, лишь немного растворим в HCl и HNO3 и, однако, медленно растворяется в HF при нагревании с 66% H2SO4.

Диоксид циркония считается одним из наиболее известных в настоящее время биосовместимых керамических материалов наряду с металлическим титаном.
Диоксид циркония, или цирконий, ZrO2 — это слово, употребляемое в современной стоматологии.
Можно сказать, что цирконий является предпочтительным материалом в современной реставрационной стоматологии по нескольким причинам.
Более того, реставрационная стоматология занимается улучшением адгезии и прочным соединением реставраций.

Диоксид циркония нашел широкое применение в стоматологических реставрациях, таких как мосты, коронки, абатменты дентальных имплантатов и полные системы дентальных имплантатов.
Диоксид циркония привлек внимание своими превосходными механическими свойствами, такими как превосходная прочность на изгиб (составляющая 1200 МПа по сравнению с 1000 МПа у стали), высокая вязкость разрушения, высокая твердость, отличная усталостная прочность и стойкость к повреждениям.

Материал устойчив к химическому воздействию и плохо вступает в реакцию с сильными кислотами, щелочами и другими едкими материалами.
По своим физическим свойствам ZrO2 представляет собой белый и непрозрачный материал, который не растворяется и не вступает в реакцию с водой и другими растворителями.
Диоксид циркония является прекрасным термическим и химическим изолятором и используется в топливных элементах.

Основное применение диоксида циркония — производство твердой керамики, например, в стоматологии, а также в качестве защитного покрытия для частиц пигментов диоксида титана, в качестве огнеупорного материала, в изоляции, абразивах и эмалях.
Стабилизированный диоксид циркония используется в датчиках кислорода и мембранах топливных элементов, поскольку он позволяет ионам кислорода свободно перемещаться через кристаллическую структуру при высоких температурах.
Высокая ионная проводимость (и низкая электронная проводимость) делает его одним из самых полезных электрокерамических материалов.
Диоксид циркония также используется в качестве твердого электролита в электрохромных устройствах.

Диоксид циркония является предшественником электрокерамического цирконата-титаната свинца (ЦТС), который представляет собой диэлектрик с высоким значением κ и встречается во множестве компонентов.
Очень низкая теплопроводность кубической фазы циркония также привела к его использованию в качестве теплозащитного покрытия (ТП) в реактивных и дизельных двигателях, позволяющего работать при более высоких температурах.
С термодинамической точки зрения, чем выше рабочая температура двигателя, тем выше возможная эффективность.
Еще одно применение материала с низкой теплопроводностью — изоляция из керамического волокна для печей выращивания кристаллов, батарей топливных элементов и систем инфракрасного отопления.

Этот материал также используется в стоматологии при изготовлении каркасов для создания зубных реставраций, таких как коронки и мосты, которые затем облицовываются обычным полевошпатным фарфором по эстетическим соображениям, или прочных, чрезвычайно долговечных зубных протезов, полностью изготовленных из монолитного диоксида циркония, с ограниченными, но постоянно улучшающимися эстетическими свойствами.
Цирконий, стабилизированный иттрием (оксидом иттрия), известный как стабилизированный иттрием цирконий, может использоваться в качестве прочного базового материала при реставрации некоторых цельнокерамических коронок.

Закаленный диоксид циркония используется для изготовления керамических ножей.
Благодаря своей твердости столовые приборы с керамическим краем остаются острыми дольше, чем изделия со стальным краем.
Благодаря своей тугоплавкости и яркому свечению при накаливании его использовали в качестве ингредиента для изготовления палочек для освещения.

Было предложено использовать диоксид циркония для электролиза оксида углерода и кислорода из атмосферы Марса с целью получения как топлива, так и окислителя, которые можно было бы использовать в качестве хранилища химической энергии для использования в наземном транспорте на Марсе.
Двигатели на оксиде углерода/кислороде были предложены для раннего использования в наземном транспорте, поскольку и оксид углерода, и кислород можно легко получать путем электролиза циркония, не требуя использования каких-либо марсианских водных ресурсов для получения водорода, который был бы необходим для производства метана или любого топлива на основе водорода.

Цирконий может использоваться в качестве фотокатализатора, поскольку его широкая ширина запрещенной зоны позволяет генерировать высокоэнергетические электроны и дырки.
Некоторые исследования продемонстрировали активность легированного циркония (для увеличения поглощения видимого света) в разложении органических соединений и снижении содержания Cr(VI) в сточных водах.
Диоксид циркония также является потенциальным диэлектриком с высоким значением коэффициента преломления и может применяться в качестве изолятора в транзисторах.

Диоксид циркония также используется для нанесения оптических покрытий; это материал с высоким индексом, который можно использовать в диапазоне от ближнего УФ до среднего ИК-диапазона из-за его низкого поглощения в этой спектральной области.
В таких случаях диоксид циркония обычно наносится методом физического осаждения из газовой фазы.
В ювелирном деле некоторые корпуса часов рекламируются как изготовленные из «черного оксида циркония».
В 2015 году компания Omega выпустила часы, полностью изготовленные из ZrO2, под названием «Темная сторона Луны» с керамическим корпусом, безелем, кнопками и застежкой, заявив, что они в четыре раза прочнее нержавеющей стали и, следовательно, гораздо более устойчивы к царапинам при повседневном использовании.

При газовой дуговой сварке вольфрамовым электродом вольфрамовые электроды, содержащие 1% оксида циркония (он же диоксид циркония) вместо 2% тория, обеспечивают хорошее зажигание дуги и токовую емкость, а также не являются радиоактивными.
Диоксид циркония, также известный как диоксид циркония и оксид циркония, представляет собой кристаллический оксид металла, который нашел свое применение в керамической промышленности.
Диоксид циркония характеризуется высокой термической стойкостью, механической прочностью и абразивными свойствами.

Впервые использованный в медицинской промышленности в 1969 году, цирконий продемонстрировал исключительную биосовместимость, хорошие трибологические свойства, эстетические качества и высокие механические свойства.
Диоксид циркония широко используется в стоматологии, например, при изготовлении циркониевых коронок и абатментов для имплантатов на основе циркония.
Одной из самых популярных его форм является кубический цирконий — кубическое кристаллическое соединение, бесцветное и механически прочное.

Благодаря своим безупречным оптическим свойствам он служит недорогой альтернативой бриллиантам в ювелирной промышленности.
Диоксид циркония не следует путать с цирконом (или силикатом циркония) — минералом, который также используется в керамической промышленности и производстве огнеупоров.

Диоксид циркония — это кристаллическое твердое вещество белого цвета, но его можно производить и в других цветах, чтобы использовать в качестве драгоценного камня, альтернативного алмазу, или в качестве керамических зубных коронок в медицинских целях.
В природе он встречается в виде полупрозрачного (иногда прозрачного) минерала бадделеита — редкого минерала, имеющего моноклинную призматическую кристаллическую структуру, т. е. минерала с неравными векторами.

Этот оксид циркония, также известный как «керамическая сталь», химически инертен и считается одним из самых перспективных реставрационных материалов благодаря своим превосходным механическим свойствам.
Из всех современных керамических материалов цирконий обладает самой высокой прочностью и ударной вязкостью при комнатной температуре.
При высоких температурах цирконий может претерпевать существенные изменения объема в процессе фазового превращения.

В результате этого при спекании сложно получить стабильные изделия из диоксида циркония, поэтому обычно требуется стабилизация диоксида циркония.
Частично стабилизированный диоксид циркония (PSZ) добавляет к исключительным механическим свойствам и химической инертности высокий уровень химической стабильности даже в суровых условиях.

Диоксид циркония используется в качестве заменителя оксида алюминия в биомедицинских приложениях, таких как зубные имплантаты, благодаря своим превосходным механическим свойствам и сопоставим с зубами по механической прочности. Диоксид циркония (ZrO2), или цирконий, является современным керамическим материалом, наиболее часто используемым в производстве различных типов твердой керамики.
Этот материал наиболее широко используется для производства различных дентальных имплантатов из-за его твердости, химической инертности и различных биосовместимых свойств.

Однако использование диоксида циркония в стоматологии — лишь наиболее известная область применения этого современного керамического материала.
Существуют и другие свойства, которые делают цирконий пригодным для различных применений.

К таким свойствам относятся:
Отличная устойчивость к коррозии и различным химикатам
Отсутствие врожденной хрупкости, свойственной некоторым другим видам технической керамики
Очень высокая прочность при комнатной температуре
Очень высокая вязкость разрушения
Высокая твердость и плотность
Очень хорошая износостойкость
Хорошие фрикционные свойства
Низкая теплопроводность
Твердая электроизоляция

Диоксид циркония — эти и другие характеристики диоксида циркония сделали его популярным материалом не только для изготовления зубных каркасов, но и для использования в других отраслях.
Диоксид циркония также используется в:
Обработка жидкостей
Аэрокосмические компоненты
Режущие инструменты
Биомедицинские приложения
Микроинженерия
Детали электроники
Волоконная оптика
Форсунки для распыления и экструзии
Детали, требующие приятного эстетичного внешнего вида
Детали, требующие износостойкости и высокой прочности

Диоксид циркония – это своего рода универсальность, которая делает его одним из наиболее широко используемых современных керамических материалов.
Более того, компании могут изготавливать из циркония самые разные детали и компоненты, используя литье под давлением, что позволяет диоксиду циркония стать еще более распространенным материалом.
В керамике цирконий используется в следующих целях:

Диоксид циркония используется в составах красителей для стабилизации и усиления определенных цветов.
Диоксид циркония добавляется в неоксидную керамику в качестве спекающей добавки (для склеивания частиц).
Добавляется в составы для глазури и изделий из нее для повышения твердости.
Используется в тиглях, соплах, клапанах и даже огнеупорных кирпичах для защиты от воздействия расплавленных металлов.
Используется как глушитель в глазурях и фриттах (делает прозрачные материалы белыми). Глушимость подобна силикату циркония (6-9% для полупрозрачности, 10-15% для полной непрозрачности).
Используется в качестве отбеливателя в фарфоре.

У циркония есть и другие интересные применения:
Диоксид циркония обладает химической и коррозионной стойкостью при температурах, значительно превышающих температуру плавления оксида алюминия.
Твердость и устойчивость диоксида циркония к нагреванию делают его пригодным для использования в абразивах, режущих инструментах и деталях двигателей.
Диоксид циркония используется в качестве материала для медицинских имплантатов.
Ионная проводимость диоксида циркония делает его ценным в датчиках и топливных элементах.

Диоксид циркония (ZrO2) в качестве абразива используется для изготовления шлифовальных кругов и специальной наждачной бумаги.
Диоксид циркония также используется в керамических глазурях, эмалях, для футеровки печей и высокотемпературных форм.
Диоксид циркония устойчив к коррозии при высоких температурах, что делает его идеальным для тиглей и других типов лабораторной посуды. ZrO2 используется в качестве «геттера» для удаления последних следов воздуха при производстве вакуумных трубок.Диоксид циркония (ZrO2) является наиболее распространенным соединением циркония, встречающимся в природе.

Диоксид циркония имеет множество применений, в том числе в производстве термостойких тканей, высокотемпературных электродов и инструментов, а также при лечении кожных заболеваний.
Минерал бадделеит (известный как цирконий или ZrO2) является природной формой оксида циркония и используется для производства металлического циркония с использованием процесса Кролла.

Процесс Кролла используется для производства металлического титана, а также циркония.
Металлы в форме металлических тетрахлоридов восстанавливаются металлическим магнием, а затем нагреваются до «красного каления» при нормальном давлении в присутствии инертного газа, такого как гелий или аргон. Диоксид циркония встречается в природе в виде минерала бадделеита.
Оксид имеет множество промышленных применений.

Диоксид циркония используется в качестве огнеупорного материала.
Диоксид циркония используется для изготовления высокоотражающих глазурей для керамики, стекол, футеровки металлургических печей, тиглей и лабораторного оборудования.
Оксид используется для производства кислородно-водородных ламп и ламп накаливания.

Другие области применения — производство пьезоэлектрических кристаллов, термостойких волокон и высокочастотных индукционных катушек.
Водный оксид используется при лечении дерматита, вызванного ядовитым плющом.
Вместо извести для кислородно-водородного освещения; с землями иттриевой группы в лампах накаливания (лампы Нернста); как пигмент, абразив; для производства эмалей, белого стекла, огнеупорных тиглей и футеровки печей.

ПРОМЫШЛЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ:
Существует несколько типов диоксида циркония: чистый (моноклинный) оксид и стабилизированная (кубическая) форма, а также ряд разновидностей, таких как диоксид циркония, стабилизированный оксидом иттрия и оксидом магния, а также ядерные сорта.
Стабилизированный диоксид циркония имеет высокую температуру плавления, около 2760°C, низкую теплопроводность и, как правило, не подвержен влиянию окислительных и восстановительных сред, а также большинства химикатов.

Оксиды циркония, стабилизированные оксидом иттрия и магния, широко используются для оборудования и сосудов, контактирующих с жидкими металлами.
Моноклинный ядерный оксид циркония используется в ядерных топливных элементах, реакторном оборудовании и связанных с ними приложениях, где требуется высокая чистота (99,7%).
Цирконий отличается тем, что является электрическим изолятором при низких температурах, постепенно становясь проводником по мере повышения температуры.

ПРИЛОЖЕНИЕ:
Высокие механические свойства диоксида циркония, химическая инертность, устойчивость к высоким температурам, коррозионная стойкость и высокое качество сделали эту керамическую сталь популярной во многих отраслях промышленности и областях применения.
Многие современные продукты, от огнеупорных материалов до медицинских изделий, пигментов, электроники, покрытий и керамики, производятся на основе диоксида циркония из-за его превосходных характеристик и преимуществ по сравнению с другими материалами.
К типичным сферам применения циркония относятся штампы для экструзии горячего металла, датчики кислорода, мембраны в топливных элементах, седла клапанов для глубоких скважин и уплотнения морских насосов.
Ниже приведен список некоторых наиболее распространенных областей применения и использования циркония.

Керамика:
Механическая прочность и устойчивость диоксида циркония делают его подходящим компонентом для производства керамики.
К ним относятся керамические ножи, которые заметно прочнее столовых приборов со стальным лезвием благодаря высокому коэффициенту твердости циркония.

Огнеупорные цели:
Благодаря своей высокой термостойкости диоксид циркония используется в качестве компонента в тиглях, печах и других средах с высокими температурами.
Кроме того, диоксид циркония повышает огнеупорные свойства керамики.
Примерами огнеупоров на основе циркония являются огнеупорные кирпичи и броневые плиты.
Кроме того, при добавлении циркония в расплавленный кварц можно производить силоксидное стекло — более твердое и устойчивое к нагрузкам стекло, чем непрозрачное кварцевое стекло.
Цирконий также может быть добавлен к оксиду алюминия для использования в компонентах для процесса литья стали.

Тепловое барьерное покрытие (TBC):
Диоксид циркония применяется в качестве покрытия для деталей реактивных двигателей, подвергающихся воздействию высоких температур.
Это стало возможным благодаря низкой теплопроводности и высокой термостойкости соединения.
Исследования подтвердили эффективность диоксида циркония для применения в ТБП при условии правильного и равномерного нанесения материала.

Стоматологическая промышленность:
Благодаря биосовместимости диоксида циркония, хорошей эстетике и высоким механическим свойствам, одним из самых популярных применений диоксида циркония является стоматология, в основном в зубных реставрациях для мостов, коронок, виниров из полевого шпата и зубных протезов. Диоксид циркония, стабилизированный иттрием, также играет важную роль в производстве почти постоянных циркониевых коронок.

Устойчивый к царапинам и абразивному воздействию материал:
Благодаря своей повышенной механической прочности и стойкости к истиранию цирконий используется в качестве абразивного материала.
Диоксид циркония также полезен в качестве защитного слоя для механических деталей благодаря устойчивости соединения к царапинам и механическим нагрузкам.

Системы, богатые кислородом:
В то время как другие материалы могут подвергаться окислению и нарушать свою целостность, диоксид циркония стабилен в присутствии кислорода.
Фактически, диоксид циркония используется в мембранах топливных элементов и механизмах обнаружения кислорода даже при повышенных температурах.

Ювелирная промышленность:
В частности, диоксид циркония стал жизнеспособной альтернативой алмазу (который чрезвычайно дорог).
Помимо своей прочности и сильного эстетического сходства с алмазом, кубический цирконий ограняется не так, как алмаз, и обладает оптической безупречностью, кажущейся совершенно бесцветной невооруженному глазу.
Диоксид циркония обычно называют имитацией алмаза, а не синтетическим алмазом, поскольку он визуально напоминает природный алмаз, но не обладает такими же химическими свойствами.
Примерами украшений на основе циркония являются кольца и серьги с кубическим цирконием.

ОСНОВНОЕ ПРИМЕНЕНИЕ:
Насосы, поршни и гильзы
Шарики и седла прецизионных шаровых клапанов
Режущие лезвия, ножи,
Сварочные штифты

Волоконно-оптические наконечники и муфты
Подшипники и ролики
Керамические направляющие
Высокопроизводительные подшипники, насосы и клапаны
Обратные клапаны

Расходомеры
Измерительные приборы
Медицинская и фармацевтическая промышленность
Пищевая и химическая промышленность
Текстиль
Электроника
Тонеры, чернила и красители

ФУНКЦИИ:
Все они предполагают разложение циркона химическим, термическим или механическим путем.
Все продукты, полученные при разложении циркона, впоследствии обрабатываются методом дифференциации растворимости.
Все они предполагают изоляцию соединений циркония от остаточных примесей.

Диоксид циркония обладает высокой устойчивостью к коррозии, истиранию и нагрузкам от повторяющихся ударов.
Фактически, они фактически увеличат свою прочность в точке удара. Шарики из оксида циркония также обладают невероятно высокой твердостью, долговечностью и прочностью.
Высокие температуры и едкие химикаты не представляют проблемы для циркониевых шаров, и они сохранят свои превосходные свойства при температуре до 1800 градусов по Фаренгейту.

Это делает циркониевые шарики отличным вариантом для использования во многих условиях высоких ударных нагрузок и высоких температур.
Благодаря своим свойствам они являются самыми прочными шарами для шлифования и фрезерования.
Кроме того, керамические шарики из оксида циркония широко используются в устройствах управления потоком, например, в обратных клапанах, а также они популярны в медицинской сфере благодаря своей высокой прочности и чистоте.

ХАРАКТЕРИСТИКИ:
Еще одним выдающимся сочетанием свойств является очень низкая теплопроводность и высокая прочность.
Кроме того, некоторые виды керамики на основе оксида циркония могут проводить ионы кислорода.
Компоненты, изготовленные из этого материала, значительно дороже компонентов из керамики на основе оксида алюминия. Керамика из оксида циркония используется, среди прочего, в качестве инструментов для формовки проволоки, в качестве вспомогательных материалов в процессах сварки, в качестве материалов для коронок и мостов в стоматологической промышленности, в качестве изолирующих колец в термических процессах и в качестве ячеек для измерения кислорода в лямбда-зонде.

Диоксид циркония является одним из наиболее изученных керамических материалов. ZrO2 принимает моноклинную кристаллическую структуру при комнатной температуре и переходит в тетрагональную и кубическую при более высоких температурах.
Изменение объема, вызванное переходами структуры из тетрагональной в моноклинную и кубическую, вызывает большие напряжения, что приводит к растрескиванию при охлаждении от высоких температур.
При смешивании циркония с другими оксидами стабилизируются тетрагональная и/или кубическая фазы.
Эффективными легирующими примесями являются оксид магния (MgO), оксид иттрия (Y2O3, иттрий), оксид кальция (CaO) и оксид церия (III) (Ce2O3).

Диоксид циркония часто более полезен в его фазовом «стабилизированном» состоянии. При нагревании цирконий претерпевает разрушительные фазовые изменения.
При добавлении небольшого процента иттрия эти фазовые изменения устраняются, и полученный материал обладает превосходными термическими, механическими и электрическими свойствами.
В некоторых случаях тетрагональная фаза может быть метастабильной.

Если присутствует достаточное количество метастабильной тетрагональной фазы, то приложенное напряжение, усиленное концентрацией напряжений в вершине трещины, может привести к преобразованию тетрагональной фазы в моноклинную с соответствующим расширением объема.

Это фазовое превращение может затем привести к сжатию трещины, замедлив ее рост и повысив вязкость разрушения.
Этот механизм, известный как трансформационное упрочнение, значительно увеличивает надежность и срок службы изделий, изготовленных из стабилизированного диоксида циркония.

Ширина запрещенной зоны диоксида циркония зависит от фазы (кубическая, тетрагональная, моноклинная или аморфная) и методов приготовления, типичные оценки составляют 5–7 эВ.
Особым случаем диоксида циркония является тетрагональный поликристалл диоксида циркония, или TZP, который является показателем поликристаллического диоксида циркония, состоящего только из метастабильной тетрагональной фазы.
Исключительная прочность, жесткость, биосовместимость, высокая усталостная стойкость и износостойкость диоксида циркония делают его оптимальным материалом для применения в стоматологии.

В частности, диоксид циркония является одним из двух наиболее часто используемых металлов в дентальных имплантатах наряду с титаном, поскольку оба они демонстрируют очень хорошие физические и химические свойства и способствуют росту остеобластов — клеток, которые фактически формируют кости.
Ниже представлен список наиболее важных физических и химических свойств циркония.
Обратите внимание, что эти свойства достаточно высоки, чтобы сделать цирконий эффективным материалом для многих применений, особенно в огнеупорных изделиях и стоматологии.

Высокое тепловое расширение (α=11 x 10-6/K, аналогично некоторым типам стали)
Отличная теплоизоляция/низкая теплопроводность (2,5–3 Вт/мК)
Очень высокая стойкость к распространению трещин, высокая вязкость разрушения (от 6,5 до 8 МПа·м1/2)
Способность проводить ионы кислорода (используется для измерения парциального давления кислорода в лямбда-зондах)

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА:
Тяжелый, белый, аморфный порошок.
Твёрдость по Моосу 6,5, индекс преломления 2,2.
Нерастворим в воде и большинстве кислот или щелочей при комнатной температуре; растворим в азотной кислоте и горячих концентрированных соляной, плавиковой и серной кислотах.
Самый термостойкий из коммерческих огнеупоров; диэлектрик.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА:
Белый, тяжелый, аморфный порошок или моноклинные кристаллы; показатель преломления 2,13; плотность 5,68 г/см3; твердость по Моосу 6,5; переходит в тетрагональную структуру выше 1100°C и в кубическую форму выше 1900°C; плавится при 2710°C и испаряется примерно при 4300°C; нерастворим в воде; растворим в плавиковой кислоте и горячих серной, азотной и соляной кислотах.

ХАРАКТЕРИСТИКИ:
Высокая механическая прочность
Отличная износостойкость
Хорошая отделка поверхности
Высокая вязкость разрушения
Низкая теплопроводность
Высокая плотность
Хорошая теплопроводность

ПРОИЗВОДСТВО:
Известны три фазы: моноклинная ниже 1170 °C, тетрагональная между 1170 °С и 2370 °C, и кубический выше 2370 °С.
Как это обычно и бывает, тенденция заключается в повышении симметрии при более высоких температурах.
Небольшой процент оксидов кальция или иттрия стабилизируется в кубической фазе.
Очень редкий минерал тажеранит имеет кубическую структуру. В отличие от TiO2, который содержит шестикоординированный титан во всех фазах, моноклинный цирконий состоит из семикоординированных циркониевых центров.
Это различие объясняется большим размером атома циркония по сравнению с атомом титана.

В результате получения диоксида циркония в зависимости от температуры могут образоваться три вышеупомянутые фазы: моноклинная, тетрагональная и кубическая.
Это уникальное свойство диоксида циркония обеспечивает гибкость его использования в самых разных целях и отраслях.
Диоксид циркония получают путем термической обработки или термической диссоциации, хотя его использование в чистом виде может вызвать резкие фазовые изменения, которые могут привести к растрескиванию или разрушению материала.

То есть, для сохранения структуры в целости применяется легирование стабилизаторами, такими как оксид магния, оксид иттрия и оксид кальция.
Этот термический процесс также называется прокалкой, при котором нагрев до высоких температур осуществляется в среде кислорода или воздуха.
Диоксид циркония также может быть получен путем разложения цирконового песка путем сплавления с такими соединениями, как карбонат кальция, оксид кальция, карбонат натрия, оксид магния и гидроксид натрия.

ХИМИЧЕСКАЯ РЕАКЦИЯ:
Диоксид циркония химически инертен.
Медленно разрушается концентрированной плавиковой и серной кислотой.
При нагревании с углеродом диоксид циркония превращается в карбид циркония.
При нагревании с углеродом в присутствии хлора диоксид циркония превращается в хлорид циркония (IV).
Это преобразование лежит в основе очистки металлического диоксида циркония и аналогично процессу Кролла.