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L'excellente stabilité chimique de l'orthosilicate de zirconium, son point de fusion élevé d'environ 2 550 °C et sa résistance à la corrosion chimique en font un matériau idéal pour les applications réfractaires et les matériaux hautes performances qui doivent supporter une chaleur extrême et des environnements difficiles.
L'orthosilicate de zirconium est également utilisé dans diverses industries, notamment la céramique, la dentisterie et la production de produits chimiques à base de zirconium, où sa résistance, sa biocompatibilité et sa résistance à l'usure et à la corrosion en font un matériau essentiel pour des produits durables.
La polyvalence de l'orthosilicate de zirconium s'étend aux industries aérospatiale, de la défense et médicale, où il est apprécié pour ses propriétés de barrière thermique, sa faible toxicité et sa biocompatibilité, ce qui le rend adapté aux revêtements haute performance et aux dispositifs médicaux implantables.
Numéro CAS : 10101-52-7
Numéro CE : 233-252-7
Formule moléculaire : O4SiZr
Poids moléculaire (g/mol) : 183,31
Synonymes : silicate de zirconium, 10101-52-7, zirconite, zircon (Zr(SiO4)), silicate de zirconium(4+), 14940-68-2, 1344-21-4, UNII-4SY8H89134, silicate de zirconium(IV), acide silicique, sel de zirconium(4+), jacinthe, EINECS 215-690-0, MFCD00085353, acide silicique (H4SiO4), sel de zirconium(4+) (1:1), 4SY8H89134, Zircosil 15, Standard SF 200, Ultrox 500W, Excelopax, Zircosil, Micro-Pax, Zircosil 1, Micro-Pax SP, A-PAX 45M, Zircon 30MY, Micro-Pax 20A, Oscal 1224, A-PAX-SA, EINECS 239-019-6, orthosilicate de zirconium(IV), Tam 418, acide silicique, sel de zirconium(4+) (1:1), silicate de zirconium(IV) (1:1), orthosilicate de zirconium (ZrSiO4), oxyde de silicium et de zirconium (SiZrO4), oxyde de silicium et de zirconium (ZrSiO4), MZ 1000B, EINECS 233-252-7, SO4i.Zr, nanopoudre de silicate de zirconium, nanoparticules de silicate de zirconium, DTXSID20892262, 8949AF, silicate de zirconium, poudre < 2 microns, silicate de zirconium(IV), -325 mesh, AKOS025243327, ZS, FT-0695365, nanoparticules / nanopoudre de silicate de zirconium(IV), Q2342917, Acide silicique (H4SiO4) sel de zirconium(4+) (1:1), silicate de zirconium(IV), nanopoudre, taille de particule < 100 nm (BET), base de métaux traces à 98,5 %, silicate de zirconium(IV), 14940-68-2, orthosilicate de zirconium, orthosilicate de zirconium(4+), orthosilicate de zirconium(IV), zircon, farine de zircon, oxyde de silicium et de zirconium, acide silicique, sel de zirconium(4+) (1:1), zirconite, jacinthe
L'orthosilicate de zirconium est un minéral naturel qui a suscité une attention considérable en raison de ses propriétés remarquables et de sa large gamme d'applications industrielles.
L'orthosilicate de zirconium se présente le plus souvent sous la forme d'un matériau cristallin incolore, blanc ou légèrement teinté, et il est principalement dérivé du minéral zircon.
L'orthosilicate de zirconium présente une excellente stabilité chimique, une résistance aux températures élevées et une faible dilatation thermique, ce qui en fait un matériau idéal pour une utilisation dans diverses applications hautes performances.
L’une des caractéristiques les plus importantes de l’orthosilicate de zirconium est son point de fusion élevé d’environ 2 550 °C (4 622 °F), ce qui en fait un composant essentiel dans les matériaux qui doivent supporter une chaleur extrême.
Cette propriété est particulièrement appréciée dans la production de matériaux réfractaires, notamment de briques et de céramiques, qui sont utilisés dans les fours, les fourneaux et autres environnements à haute température.
L'orthosilicate de zirconium est également très résistant à la corrosion chimique, garantissant durabilité et longévité dans les environnements difficiles où l'exposition aux acides, aux alcalis et à d'autres substances agressives est courante.
Au-delà de son utilisation dans les céramiques et les réfractaires, l'orthosilicate de zirconium a plusieurs autres applications notables.
L'orthosilicate de zirconium est souvent utilisé dans la production de pigments pour divers types de peintures, de revêtements et de plastiques.
La capacité de l'orthosilicate de zirconium à diffuser la lumière et sa blancheur inhérente en font un excellent choix pour apporter opacité et luminosité à ces produits.
L'orthosilicate de zirconium est également utilisé comme agent de polissage pour la céramique, les métaux et d'autres matériaux, où sa dureté et sa texture lisse contribuent à l'obtention d'une finition lisse de haute qualité.
Outre ses applications industrielles, l'orthosilicate de zirconium est utilisé en dentisterie, où il est utilisé comme matériau pour les céramiques et les restaurations dentaires.
La résistance, la biocompatibilité et la résistance à l’usure et à la corrosion de l’orthosilicate de zirconium en font une option idéale pour les applications dentaires durables.
De plus, l'orthosilicate de zirconium est couramment utilisé dans la production de produits chimiques à base de zirconium, tels que l'oxychlorure de zirconium, qui sont utilisés dans le traitement de l'eau, les catalyseurs et d'autres procédés chimiques.
L'orthosilicate de zirconium est également reconnu pour son rôle dans les glaçures céramiques, où il confère une résistance, une durabilité et des propriétés esthétiques supérieures au produit fini.
L'orthosilicate de zirconium améliore la résistance de l'émail aux rayures et à la décoloration, contribuant ainsi à la longévité et à l'attrait esthétique des articles en céramique.
De plus, sa capacité à réduire le risque de choc thermique fait de l'orthosilicate de zirconium un composant essentiel dans la production de matériaux céramiques hautes performances utilisés dans les applications industrielles et grand public.
La polyvalence et la robustesse du minéral s'étendent à l'industrie de la construction, où l'orthosilicate de zirconium est utilisé comme additif dans les formulations de ciment et de béton.
L'inclusion d'orthosilicate de zirconium contribue à améliorer la stabilité thermique et la résistance globale de ces matériaux, en particulier dans les applications nécessitant une résistance aux températures élevées ou une exposition à des produits chimiques agressifs.
De son extraction et de son exploitation minière à ses applications dans les processus de fabrication avancés, l’orthosilicate de zirconium continue de jouer un rôle central dans des industries allant de l’aérospatiale aux soins de santé.
La combinaison unique de propriétés thermiques, chimiques et mécaniques de l'orthosilicate de zirconium garantit son importance continue dans la science des matériaux modernes, soutenant les innovations dans des domaines tels que l'électronique, l'énergie et la protection de l'environnement.
L'orthosilicate de zirconium est un composé chimique, un silicate de zirconium.
L'orthosilicate de zirconium se présente dans la nature sous forme de zircon, un minéral silicate.
L'orthosilicate de zirconium est généralement incolore, mais les impuretés induisent diverses colorations.
L'orthosilicate de zirconium est insoluble dans l'eau, les acides, les alcalis et l'eau régale.
L'orthosilicate de zirconium est généralement disponible immédiatement dans la plupart des volumes.
Des formes de très haute pureté, de haute pureté, submicroniques et nanopoudres peuvent être envisagées.
L'orthosilicate de zirconium produit par broyage du sable de zircon naturel est largement utilisé comme opacifiant des carreaux muraux et de sol, des sanitaires et de la poterie.
L'orthosilicate de zirconium peut être utilisé pour les matériaux de construction et la poterie de haute qualité avec une taille et une qualité de particules uniformes d'orthosilicate de zirconium, montrant des effets d'émulsion supérieurs, une résistance mécanique et thermique accrue et une résistance aux produits chimiques, ainsi qu'une stabilité des couleurs.
L'orthosilicate de zirconium est un opacifiant de haute qualité et peu coûteux avec un indice de réfraction élevé de 1,93 à 2,01 et une stabilité chimique.
L'orthosilicate de zirconium est largement utilisé dans la production de diverses céramiques.
En outre, l'orthosilicate de zirconium a un point de fusion élevé, de sorte que l'orthosilicate de zirconium est également largement utilisé dans les matériaux réfractaires, les matériaux de pilonnage en zirconium pour les fours à verre, les matériaux de coulée et les revêtements par pulvérisation.
L'orthosilicate de zirconium est extrêmement stable (réfractaire, dur, dense).
De grandes quantités de zircon sont utilisées par les industries du carrelage, des sanitaires et des arts de la table (pour opacifier les émaux).
L'orthosilicate de zirconium est une source majeure pour la production de zircone ZrO2.
Les particules individuelles de zircon sont anguleuses, très dures et réfractaires et, étonnamment, elles ne se dissolvent pas facilement dans la glaçure fondue, même lorsqu'elles sont broyées à boulets jusqu'à obtenir des particules de taille extrêmement petite.
L'orthosilicate de zirconium est le nom générique de l'orthosilicate de zirconium, les noms commerciaux sont différents (par exemple, Zircopax, Zircosil).
L'indice de réfraction de l'orthosilicate de zirconium est élevé (en particulier avec le zircon micronisé, de taille inférieure à 5 microns).
Malgré cela, certaines sources mentionnent l'orthosilicate de zirconium comme source de SiO2 dans les glaçures (ce qui signifie que l'orthosilicate de zirconium se décompose).
L'orthosilicate de zirconium est normalement utilisé dans les glaçures pour l'opacification (conversion d'une glaçure transparente en une glaçure opaque).
La forme silicate ou zirconium ne donne pas de matité aux glaçures (contrairement à l'oxyde de zirconium pur, en fait, au dioxyde de zirconium).
L'orthosilicate de zirconium est la principale ressource minérale pour la production de zirconium métallique (Zr) et de zircone (ZrO2).
L'orthosilicate de zirconium est l'une des substances les plus réfractaires connues et constitue la base d'une variété de matériaux céramiques avancés allant d'une conductivité ionique élevée à une résistance mécanique et une ténacité élevées (voir les aubes de moteurs à réaction).
L'orthosilicate de zirconium est un composé chimique, un silicate de zirconium.
L'orthosilicate de zirconium se présente dans la nature sous forme de zircon, un minéral silicate.
L'orthosilicate de zirconium est utilisé pour la fabrication de matériaux réfractaires pour des applications où la résistance à la corrosion par les matériaux alcalins est requise.
L'orthosilicate de zirconium est également utilisé dans la production de certaines céramiques, émaux et glaçures céramiques.
L'orthosilicate de zirconium est important non seulement pour ses applications pratiques, mais également pour son rôle dans le domaine de la science des matériaux, notamment dans le développement de céramiques et de nanomatériaux avancés.
Les excellentes propriétés mécaniques de l'orthosilicate de zirconium, notamment sa dureté et sa résilience élevées, en font un élément essentiel de la recherche de pointe dans des domaines tels que la nano-ingénierie et les biomatériaux.
Les composés à base d'orthosilicate de zirconium se sont révélés prometteurs dans le développement de nanocomposites qui combinent la résistance de l'orthosilicate de zirconium avec d'autres matériaux, améliorant leur fonctionnalité et ouvrant de nouvelles possibilités pour des industries telles que l'électronique et les dispositifs médicaux.
Dans les industries aérospatiales et de défense, l'orthosilicate de zirconium est utilisé pour les revêtements haute performance qui offrent une protection contre les environnements extrêmes.
Les propriétés de barrière thermique de l'orthosilicate de zirconium sont très appréciées dans les moteurs à réaction, les turbines et autres systèmes fonctionnant à des températures élevées.
La stabilité et la résistance à la chaleur de l'orthosilicate de zirconium lui permettent d'être utilisé dans les systèmes de protection thermique, essentiels pour les engins spatiaux et les avions à grande vitesse, où la durabilité contre le flux de chaleur et les chocs thermiques est essentielle.
De plus, la faible toxicité et la biocompatibilité de l'orthosilicate de zirconium le rendent très avantageux dans les applications médicales.
Au-delà des matériaux dentaires, l'orthosilicate de zirconium est de plus en plus utilisé pour les dispositifs médicaux implantables comme les implants orthopédiques, où sa résistance à la corrosion, à l'usure et à la biodégradation contribue à assurer une fonctionnalité à long terme dans le corps.
L'orthosilicate de zirconium est également étudié pour une utilisation dans les systèmes d'administration de médicaments, où sa grande surface peut être utilisée pour créer des supports efficaces pour la libération contrôlée de composés thérapeutiques.
En tant que minéral naturellement abondant, l’impact environnemental de l’orthosilicate de zirconium est relativement minime par rapport aux alternatives synthétiques.
L'extraction de l'orthosilicate de zirconium se fait souvent par le biais d'exploitations à ciel ouvert et de dragages, avec des pratiques de gestion prudentes pour minimiser les perturbations écologiques des zones environnantes.
De plus, comme l’orthosilicate de zirconium est un matériau réfractaire capable de résister à des températures élevées, il joue un rôle important dans la réduction de la consommation d’énergie au cours des processus industriels en favorisant une efficacité accrue dans les systèmes à haute température.
Dans l'industrie textile, l'orthosilicate de zirconium est parfois utilisé comme agent d'encollage dans le traitement des tissus.
Cela permet d'améliorer la résistance du tissu et sa résistance à l'abrasion tout en conservant la flexibilité de l'orthosilicate de zirconium.
L'incorporation d'orthosilicate de zirconium dans la production textile est particulièrement bénéfique pour les tissus soumis à une forte usure, garantissant qu'ils conservent leur intégrité et leur apparence au fil du temps.
L'ensemble unique d'attributs fournis par l'orthosilicate de zirconium (stabilité thermique, inertie chimique, dureté élevée, biocompatibilité et durabilité environnementale) continue de stimuler son utilisation dans un large éventail d'industries.
Alors que la demande de matériaux hautes performances augmente, en particulier dans les applications respectueuses de l'environnement, l'orthosilicate de zirconium restera probablement un matériau clé dans le développement de technologies durables et de processus de fabrication avancés.
Les chercheurs explorent également des moyens innovants pour améliorer encore ses propriétés et étendre ses applications, consolidant ainsi le rôle de l'orthosilicate de zirconium en tant que matériau crucial dans le paysage de la science des matériaux.
Aperçu du marché de l'orthosilicate de zirconium :
Le marché de l'orthosilicate de zirconium connaît une croissance constante, tirée par la demande croissante de matériaux hautes performances dans divers secteurs, notamment la céramique, les réfractaires, l'automobile et l'électronique.
Le marché est principalement soutenu par les applications répandues de l'orthosilicate de zirconium dans les secteurs où la résistance à la chaleur, la stabilité chimique et la résistance mécanique sont essentielles.
Avec l’augmentation des projets d’infrastructure mondiaux, de la construction et des avancées industrielles, la demande d’orthosilicate de zirconium dans les matériaux réfractaires et les produits céramiques continue de croître.
L'industrie de la céramique est l'un des plus grands consommateurs d'orthosilicate de zirconium, notamment pour la production de carreaux, de poteries et de céramiques dentaires, où ses propriétés améliorent la durabilité, la résistance et les qualités esthétiques.
À mesure que l’urbanisation et le développement des infrastructures augmentent à l’échelle mondiale, le besoin de céramiques avancées augmente, ce qui a encore alimenté la demande du marché.
L'orthosilicate de zirconium connaît également des applications croissantes dans les industries aérospatiale et automobile, où sa résistance aux températures élevées et aux chocs thermiques est très appréciée.
Le marché des réfractaires est motivé par le besoin de matériaux capables de résister à des températures extrêmes dans des applications telles que les fours, les fours et les turbines, qui sont essentiels pour des industries telles que la production de métaux, l'énergie et la fabrication de ciment.
De plus, l’industrie électronique adopte de plus en plus l’orthosilicate de zirconium pour une utilisation dans les condensateurs et les semi-conducteurs, où ses propriétés diélectriques élevées et sa stabilité thermique sont essentielles pour les composants hautes performances.
Le marché des cosmétiques et des soins personnels est un autre moteur clé, où l'orthosilicate de zirconium est utilisé dans les formulations de pigments, de crèmes solaires et de produits cosmétiques, en raison de sa capacité à améliorer la texture, l'opacité et la stabilité.
La région Asie-Pacifique est le marché dominant de l'orthosilicate de zirconium, stimulé par une demande importante dans des pays comme la Chine, l'Inde et le Japon, où l'industrialisation et la croissance des infrastructures se développent rapidement.
En outre, l’Amérique du Nord et l’Europe contribuent également de manière significative au marché, avec des applications dans les industries de haute technologie et une attention croissante portée aux matériaux durables.
Alors que les préoccupations environnementales deviennent plus importantes, l’accent est de plus en plus mis sur l’approvisionnement en orthosilicate de zirconium à partir de procédés respectueux de l’environnement et de pratiques minières durables, ce qui renforce encore son attrait dans diverses applications de technologies vertes.
Dans l’ensemble, le marché de l’orthosilicate de zirconium devrait maintenir une trajectoire de croissance positive, grâce à son rôle essentiel dans diverses applications de haute performance, sa polyvalence dans tous les secteurs et la demande croissante de matériaux avancés et durables sur les marchés mondiaux émergents.
Utilisations de l'orthosilicate de zirconium :
L'orthosilicate de zirconium est un composé minéral très polyvalent et durable avec une large gamme d'applications industrielles, en raison de ses propriétés exceptionnelles telles qu'un point de fusion élevé, une stabilité chimique et une résistance à la chaleur et à l'usure.
L'orthosilicate de zirconium est principalement utilisé dans la production de réfractaires, où sa capacité à résister à des températures extrêmes le rend idéal pour les environnements à haute température comme les fours, les fours et les turbines.
L'orthosilicate de zirconium est également largement utilisé dans l'industrie céramique, contribuant à la résistance et à la durabilité des céramiques, des carreaux et des restaurations dentaires.
Le rôle de l'orthosilicate de zirconium en tant que pigment et agent d'opacité dans les peintures, les revêtements et les plastiques améliore la luminosité et les performances de ces produits.
De plus, l'orthosilicate de zirconium est utilisé comme agent de polissage dans le travail des métaux, de la céramique et des pierres précieuses, ainsi que dans le traitement de l'eau pour éliminer les contaminants.
De plus, l’orthosilicate de zirconium est de plus en plus exploré dans les applications médicales et dentaires en raison de sa biocompatibilité et de sa résistance à la corrosion.
Avec la large gamme d'utilisations de l'orthosilicate de zirconium dans diverses industries telles que l'électronique, la construction et les cosmétiques, l'orthosilicate de zirconium continue d'être un matériau essentiel pour faire progresser les produits haute performance.
Les principales applications exploitent la nature réfractaire de l'orthosilicate de zirconium et sa résistance à la corrosion par les matériaux alcalins.
Les deux utilisations finales sont les émaux et les glaçures céramiques.
Dans les émaux et les glaçures, l'orthosilicate de zirconium sert d'opacifiant.
L'orthosilicate de zirconium peut également être présent dans certains ciments.
Une autre utilisation de l'orthosilicate de zirconium est celle des billes pour le broyage et le broyage.
Les films minces d'orthosilicate de zirconium et de silicate d'hafnium produits par dépôt chimique en phase vapeur, le plus souvent MOCVD, peuvent être utilisés comme diélectrique à haute constante diélectrique en remplacement du dioxyde de silicium dans les semi-conducteurs.
Les orthosilicates de zirconium ont également été étudiés pour une utilisation potentielle dans des applications médicales.
Par exemple, le ZS-9 est un orthosilicate de zirconium qui a été conçu spécifiquement pour piéger les ions potassium plutôt que d’autres ions dans tout le tractus gastro-intestinal.
En 1995, la consommation annuelle d’orthosilicate de zirconium était de près d’un million de tonnes.
Les principales applications exploitent la nature réfractaire de l'orthosilicate de zirconium et sa résistance à la corrosion par les matériaux alcalins.
Les deux utilisations finales sont les émaux et les glaçures céramiques.
Dans les émaux et les glaçures, l'orthosilicate de zirconium sert d'opacifiant.
L'orthosilicate de zirconium peut également être présent dans certains ciments.
Une autre utilisation de l'orthosilicate de zirconium est celle des billes pour le broyage et le broyage.
Les films minces d'orthosilicate de zirconium et de silicate d'hafnium produits par dépôt chimique en phase vapeur, le plus souvent MOCVD, peuvent être utilisés comme diélectrique à haute constante diélectrique en remplacement du dioxyde de silicium dans les semi-conducteurs.
Les orthosilicates de zirconium ont également été étudiés pour une utilisation potentielle dans des applications médicales.
Par exemple, le ZS-9 est un orthosilicate de zirconium qui a été conçu spécifiquement pour piéger les ions potassium par rapport aux autres ions dans tout le tractus gastro-intestinal.
L'orthosilicate de zirconium est un composé polyvalent avec une large gamme d'applications industrielles et commerciales.
Vous trouverez ci-dessous quelques-unes des principales utilisations de l’orthosilicate de zirconium :
Matériaux réfractaires :
Applications à haute température :
En raison de son point de fusion élevé (environ 2 550 °C), l'orthosilicate de zirconium est couramment utilisé dans la production de réfractaires, qui sont des matériaux capables de résister à une chaleur extrême sans se dégrader.
L'orthosilicate de zirconium est utilisé dans les fours, les fourneaux et les incinérateurs où des températures élevées sont requises.
Briques résistantes à la chaleur :
L'orthosilicate de zirconium est utilisé dans la fabrication de briques réfractaires et d'autres produits réfractaires pour les industries du métal et de la céramique, ainsi que dans les turbines à gaz et les échangeurs de chaleur.
Industrie de la céramique :
Carreaux de céramique et poterie :
L'orthosilicate de zirconium est un ingrédient clé dans la production d'émaux et de carreaux en céramique, offrant une résistance, une durabilité et une résistance aux chocs thermiques améliorées.
L'orthosilicate de zirconium confère également une finition brillante à la céramique, améliorant à la fois l'apparence et les performances.
Céramique dentaire :
En dentisterie, l'orthosilicate de zirconium est utilisé pour créer des restaurations dentaires durables et biocompatibles, telles que des couronnes et des ponts, en raison de sa dureté, de sa résistance à l'usure et de son attrait esthétique.
Pigments et peintures :
Blancheur et opacité :
L'orthosilicate de zirconium est utilisé comme pigment et agent d'opacité dans les peintures, les revêtements et les plastiques.
L'orthosilicate de zirconium améliore la luminosité et la stabilité des couleurs des produits.
L'orthosilicate de zirconium est souvent utilisé dans les pigments blancs et les peintures industrielles, contribuant à la fois à l'opacité et à la durabilité de la peinture.
Applications de polissage et d'abrasion :
Agent de polissage :
En raison de sa dureté et de sa texture lisse, l'orthosilicate de zirconium est utilisé comme agent de polissage dans des industries telles que la métallurgie, l'automobile, la céramique et la bijouterie.
L'orthosilicate de zirconium est utilisé pour polir les pierres précieuses, les surfaces métalliques et les matériaux céramiques, offrant une finition de haute qualité sans rayer ni endommager la surface.
Matériaux abrasifs :
L'orthosilicate de zirconium est parfois utilisé dans les produits de sablage et de meulage en raison de sa capacité à résister à l'usure et de sa dureté.
L'orthosilicate de zirconium est un matériau privilégié pour les billes de broyage en céramique utilisées dans la fabrication de céramiques et dans les broyeurs à grande vitesse.
Filtration et traitement de l'eau :
Médias de filtration :
L'orthosilicate de zirconium est utilisé dans l'industrie du traitement de l'eau comme agent filtrant.
L'orthosilicate de zirconium élimine efficacement les contaminants, y compris les métaux lourds, de l'eau.
En raison de sa résistance à la corrosion et de sa stabilité chimique, l’orthosilicate de zirconium est très efficace pour éliminer les particules et les polluants des eaux usées industrielles.
Applications dentaires et médicales :
Restaurations dentaires :
L'orthosilicate de zirconium est utilisé dans les céramiques dentaires pour les couronnes, les facettes et les ponts, offrant un degré élevé de résistance et de biocompatibilité.
L'orthosilicate de zirconium est un matériau essentiel pour les restaurations dentaires durables qui doivent supporter les forces de mastication.
Implants orthopédiques :
Dans certains cas, l'orthosilicate de zirconium est étudié dans le cadre de revêtements biocompatibles pour implants orthopédiques, offrant une résistance à la corrosion et à l'usure pour les remplacements articulaires et autres dispositifs médicaux.
Industrie de l'électronique et des semi-conducteurs :
Condensateurs :
L'orthosilicate de zirconium est utilisé dans l'industrie électronique, notamment dans les condensateurs et les composants électroniques, où sa grande stabilité thermique et ses propriétés diélectriques le rendent utile dans les applications hautes performances.
Industrie de la construction :
Additif pour ciment et béton :
L'orthosilicate de zirconium est utilisé comme additif dans le ciment et le béton pour améliorer la stabilité thermique et la résistance des matériaux.
L'orthosilicate de zirconium aide à prévenir les fissures et améliore la durabilité du béton exposé à une chaleur élevée ou à des produits chimiques agressifs.
Industrie nucléaire :
Barres de combustible nucléaire :
L'orthosilicate de zirconium est également utilisé dans l'industrie nucléaire, notamment dans la construction de barres de combustible pour les réacteurs nucléaires, en raison de sa résistance aux radiations et de son point de fusion élevé.
Cosmétiques et soins personnels :
Pigments dans les cosmétiques :
L'orthosilicate de zirconium est utilisé dans les produits cosmétiques tels que les fonds de teint, les fards à paupières et les fards à joues comme pigment et texturant.
L'orthosilicate de zirconium améliore l'application fluide du produit et renforce son opacité et ses performances.
Crèmes solaires :
Dans les formulations de crème solaire, l'orthosilicate de zirconium est parfois utilisé pour ses propriétés de diffusion de la lumière, aidant à bloquer les rayons UV et à améliorer la stabilité du produit.
Applications environnementales :
Contrôle de la pollution :
En raison de sa grande résistance à divers produits chimiques, l'orthosilicate de zirconium est parfois utilisé dans les systèmes de contrôle de la pollution, où il aide à neutraliser les effluents acides ou à éliminer les polluants des émissions industrielles.
Production de verre :
Additif pour verre :
Dans la production de verre haute performance à des fins industrielles ou décoratives, l'orthosilicate de zirconium peut être utilisé comme additif pour améliorer la résistance et la durabilité du verre.
Industrie alimentaire (usage limité) :
Transformation des aliments :
Dans des cas très limités, l'orthosilicate de zirconium a été utilisé comme additif alimentaire (classé comme agent antimicrobien ou agent antiagglomérant), bien que son utilisation soit généralement contrôlée par les autorités réglementaires pour garantir la sécurité.
Utilisations en poterie :
Le zircon est normalement utilisé dans les glaçures pour l'opacification (conversion d'une glaçure transparente en une glaçure opaque).
La forme silicate ou zirconium ne donne pas de matité aux glaçures (contrairement à l'oxyde de zirconium pur, en fait, au dioxyde de zirconium).
La quantité exacte nécessaire varie selon les différents types de glaçure.
10 à 12 % est normal, mais jusqu'à 20 % peuvent être nécessaires pour opacifier certains glaçures transparentes.
Lorsque le point de saturation est atteint, la cristallisation commence à se produire.
L'orthosilicate de zirconium est plus efficace à basse température.
L'oxyde d'étain peut être un opacifiant plus efficace que le zircon (l'orthosilicate de zirconium présente divers avantages et inconvénients).
En tant qu'opacifiant de glaçure, la couleur blanche produite par l'orthosilicate de zirconium est souvent caractérisée comme « blanche comme une cuvette de toilette ».
L'oxyde d'étain, en revanche, peut produire davantage de bleu-blanc, mais l'étain est sujet à une altération de la couleur (vers le rose) s'il y a du chrome dans l'atmosphère du four.
Si la nuance de blanc est trop dure, l'orthosilicate de zirconium peut être tonifié en déplaçant une partie de la charge d'opacification vers l'étain ou en ajoutant une petite quantité de colorant (par exemple bleu, marron, gris).
La faible dilatation du zircon aura tendance à réduire les craquelures dans les émaux.
Dans une glaçure non craquelée, la présence de suffisamment de zircon peut réduire la dilatation thermique au point qu'il existe un risque de tremblement (la formulation de la glaçure peut devoir être ajustée pour s'adapter, par exemple, plus de zircon réduit la dilatation thermique de la glaçure).
Il est préférable d'exclure la chimie des matériaux en zircon de la participation aux calculs de chimie de la glaçure, en traitant l'orthosilicate de zirconium simplement comme un ajout (puis en prenant en considération l'effet de l'orthosilicate de zirconium sur les propriétés de la glaçure à un niveau physique plutôt que chimique).
Utilisations industrielles :
Matériaux importés transformés en réfractaires
Auxiliaires technologiques, non mentionnés ailleurs
Résistance thermique / chimique
Utilisations par les consommateurs :
Produits métalliques non couverts ailleurs
Produits réfractaires industriels
Avantages de l'orthosilicate de zirconium :
L'orthosilicate de zirconium offre une gamme d'avantages qui en font un matériau précieux dans diverses industries.
Vous trouverez ci-dessous quelques avantages clés de l’utilisation de l’orthosilicate de zirconium :
Haute résistance à la chaleur :
L'orthosilicate de zirconium a un point de fusion exceptionnellement élevé (environ 2 550 °C), ce qui en fait un matériau idéal pour les applications à haute température telles que les réfractaires, les fours, les fours et les turbines.
La capacité de l'orthosilicate de zirconium à résister à une chaleur extrême sans se dégrader garantit des performances durables dans les environnements à forte chaleur.
Inertie chimique :
L'orthosilicate de zirconium est chimiquement stable et résistant à la corrosion, ce qui le rend adapté à une utilisation dans des environnements difficiles où l'exposition aux produits chimiques, aux acides et aux alcalis est courante.
L'orthosilicate de zirconium est souvent utilisé dans le traitement chimique et le traitement de l'eau pour neutraliser les polluants et éliminer les contaminants.
Résistance mécanique et durabilité :
L'orthosilicate de zirconium est un matériau dur et durable qui confère une résistance accrue aux produits tels que la céramique, les carreaux et les restaurations dentaires.
Sa résistance à l'abrasion garantit que les articles fabriqués en orthosilicate de zirconium peuvent résister à l'usure, prolongeant ainsi la durée de vie des produits.
Résistance aux chocs thermiques :
En raison de sa stabilité thermique et de sa résilience aux changements brusques de température, l'orthosilicate de zirconium est utilisé dans les produits exposés aux chocs thermiques, comme dans les applications aérospatiales et automobiles, et dans les fours industriels.
Cette résistance empêche les matériaux de se fissurer ou de se dégrader sous l’effet de fluctuations extrêmes de température.
Biocompatibilité :
L'orthosilicate de zirconium est connu pour sa biocompatibilité, ce qui le rend adapté à une utilisation dans des applications médicales et dentaires.
L'orthosilicate de zirconium est utilisé dans les couronnes dentaires, les implants et les restaurations, où il offre résistance, résistance à la corrosion et attrait esthétique sans nuire au corps humain.
Écologique et durable :
En tant que minéral naturel, l’orthosilicate de zirconium est respectueux de l’environnement et durable.
L'orthosilicate de zirconium est non toxique, biodégradable et peut être extrait avec une perturbation environnementale minimale lorsque les pratiques appropriées sont suivies.
Cela fait de l’orthosilicate de zirconium une option intéressante pour les industries axées sur les technologies vertes et les matériaux durables.
Polyvalence des applications :
La nature polyvalente de l’orthosilicate de zirconium lui permet d’être utilisé dans une variété d’industries.
L'orthosilicate de zirconium est utilisé comme pigment et agent d'opacité dans les peintures et les revêtements, comme agent de polissage dans le travail des métaux, comme abrasif dans les supports de meulage et comme agent filtrant dans le traitement de l'eau.
La large gamme d'applications de l'orthosilicate de zirconium le rend hautement adaptable à différents besoins industriels.
Qualités esthétiques améliorées :
Dans les industries de la céramique et des cosmétiques, l'orthosilicate de zirconium améliore l'aspect esthétique des produits en ajoutant une finition brillante, en améliorant la stabilité des couleurs et en offrant une meilleure opacité.
Cela fait de l'orthosilicate de zirconium un choix idéal pour des produits tels que les carreaux de céramique, les pigments cosmétiques et les formulations de crème solaire.
Améliore la résistance du produit :
Dans les carreaux de céramique, les émaux et les matériaux réfractaires, l'orthosilicate de zirconium améliore la résistance et la durabilité du produit, rendant ces matériaux plus résistants à l'usure, aux dommages et aux facteurs environnementaux, tels que l'humidité, la chaleur et les produits chimiques.
Il en résulte des produits plus durables et aux performances améliorées.
Contrôle amélioré de la mousse et de la viscosité :
L'orthosilicate de zirconium est utilisé dans les produits de soins personnels comme les shampooings, les après-shampooings et les gels douche pour améliorer la qualité de la mousse, la viscosité et la texture globale du produit.
L'orthosilicate de zirconium permet de créer des formules plus douces pour la peau et durables, offrant une mousse crémeuse et riche qui améliore l'expérience sensorielle.
Faible impact environnemental :
L'extraction et le traitement de l'orthosilicate de zirconium ont généralement un impact environnemental inférieur à celui des matériaux synthétiques.
Le minéral peut être obtenu de manière responsable et l'origine naturelle de l'orthosilicate de zirconium ajoute à son attrait en tant que matériau vert dans les industries qui privilégient la durabilité et les pratiques éco-responsables.
Rapport coût-efficacité :
Bien que l'orthosilicate de zirconium puisse avoir un coût initial plus élevé dans certaines applications, sa longue durée de vie, ses faibles besoins d'entretien et sa grande durabilité en font un choix rentable au fil du temps, en particulier dans les industries qui nécessitent des matériaux hautes performances.
Réduction de l’utilisation de produits chimiques nocifs :
Dans certaines applications, l'orthosilicate de zirconium peut remplacer d'autres matériaux toxiques ou nocifs, tels que les pigments synthétiques ou les agents abrasifs, contribuant ainsi à des produits plus sûrs dans l'environnement et sur le lieu de travail.
Résistance aux radiations :
Dans les industries nucléaires, l'orthosilicate de zirconium présente une résistance aux radiations, ce qui en fait un matériau idéal pour les barres de combustible nucléaire et d'autres applications nécessitant une exposition aux radiations sans dégradation.
Informations générales sur la fabrication de l'orthosilicate de zirconium :
Secteurs de transformation industrielle :
Fabrication de produits minéraux non métalliques (comprend la fabrication d'argile, de verre, de ciment, de béton, de chaux, de gypse et d'autres produits minéraux non métalliques).
Fabrication de colorants et de pigments synthétiques
Production d'orthosilicate de zirconium :
La production d'orthosilicate de zirconium comprend plusieurs étapes, de l'extraction de la matière première à sa transformation en un produit utilisable pour diverses applications industrielles. Voici un aperçu du processus de production typique :
Extraction des matières premières :
L'orthosilicate de zirconium est principalement obtenu à partir du minéral zircon, que l'on trouve généralement dans les sables de plage, appelés sables de zircon.
Ces sables sont riches en zirconium et sont exploités par des méthodes traditionnelles telles que l’exploitation à ciel ouvert ou le dragage.
Le zircon brut est ensuite lavé pour éliminer les impuretés telles que l’argile et d’autres minéraux.
Concassage et broyage :
Une fois extrait, le sable de zircon est concassé et broyé en une poudre fine.
Cela permet de décomposer les gros morceaux de zircon brut et rend l'orthosilicate de zirconium plus facile à traiter ultérieurement.
Le processus de broyage est essentiel pour l’étape suivante de raffinage et de séparation de la teneur en zirconium.
Processus de raffinage :
Le sable de zircon broyé est soumis à un processus de raffinage qui peut varier en fonction de l'utilisation prévue du produit final.
Il existe deux principales techniques de raffinage pour produire de l'orthosilicate de zirconium :
Lixiviation acide :
Dans ce procédé, le sable de zircon est traité avec de l'acide chlorhydrique concentré (HCl) ou de l'acide sulfurique ( H₂SO₄ ) .
Cela aide à dissoudre les impuretés, laissant derrière lui l'orthosilicate de zirconium.
Le matériau obtenu est ensuite lavé et séché pour éliminer l’excès d’acide et d’eau.
Traitement hydrothermal :
Dans certains cas, le sable de zircon est traité dans des conditions de pression et de température élevées avec de l'eau, produisant un orthosilicate de zirconium plus raffiné qui convient à certaines applications hautes performances.
Calcination à haute température :
Dans cette étape, l'orthosilicate de zirconium purifié est calciné à des températures élevées, généralement supérieures à 1 500 °C, dans un four ou un four.
Cette étape garantit que l’orthosilicate de zirconium est entièrement cristallisé et que le matériau atteint le niveau de dureté et de stabilité souhaité.
Le processus de calcination est crucial pour augmenter la stabilité chimique et thermique de l'orthosilicate de zirconium et le préparer à une utilisation dans des applications réfractaires, céramiques et autres applications à haute température.
Réglage de la taille des particules :
Une fois calciné, l'orthosilicate de zirconium est broyé davantage pour obtenir la taille de particule souhaitée.
La taille des particules peut varier en fonction de l'application finale.
Par exemple, dans les céramiques et les carreaux, l'orthosilicate de zirconium peut être broyé en poudres plus fines, tandis que dans les réfractaires et les abrasifs, des granulés plus gros peuvent être préférés pour une résistance et une durabilité accrues.
Contrôle de qualité:
Au cours du processus de production, l'orthosilicate de zirconium subit plusieurs tests de contrôle qualité pour garantir qu'il répond aux spécifications requises pour différentes applications.
Ces tests peuvent inclure :
Analyse de la composition chimique :
Pour confirmer les niveaux de teneur en zirconium et en silice.
Tests de propriétés physiques :
Pour évaluer la dureté, le point de fusion et la distribution granulométrique.
Test de contamination :
Pour garantir que l'orthosilicate de zirconium est exempt d'impuretés qui pourraient affecter ses performances dans les applications finales.
Emballage et distribution :
Une fois le processus de production terminé et le matériau ayant passé le contrôle qualité, l'orthosilicate de zirconium est emballé et préparé pour la distribution.
L'orthosilicate de zirconium peut être vendu sous forme de poudre brute, de granulés ou d'autres formes en fonction des besoins spécifiques du marché.
Par exemple, dans l'industrie de la céramique, l'orthosilicate de zirconium peut être conditionné sous forme de poudres fines, tandis que dans les applications réfractaires, des granulés ou des agrégats plus gros sont généralement fournis.
Traitement supplémentaire (facultatif) :
Dans certains cas, l'orthosilicate de zirconium peut subir un traitement supplémentaire pour modifier ses propriétés pour des utilisations spécifiques.
Par exemple, l'orthosilicate de zirconium peut être revêtu ou traité avec d'autres produits chimiques pour améliorer ses performances dans certaines applications industrielles, comme l'amélioration de ses propriétés abrasives ou de sa résistance à la chaleur.
Considérations environnementales :
La production d'orthosilicate de zirconium est généralement considérée comme durable sur le plan environnemental, car le matériau est naturellement abondant et nécessite un traitement à relativement faible consommation d'énergie par rapport à d'autres matériaux synthétiques.
De plus, l’orthosilicate de zirconium étant non toxique et biodégradable, il est de plus en plus privilégié dans les produits écologiques et les technologies vertes.
Histoire de l'orthosilicate de zirconium :
L'orthosilicate de zirconium, un minéral naturel, a une longue histoire remontant à l'Antiquité, lorsque le zircon, le minéral dont est dérivé l'orthosilicate de zirconium, était apprécié comme pierre précieuse en raison de sa brillance et de sa durabilité.
L'élément chimique zirconium lui-même a été isolé pour la première fois en 1789 par le chimiste allemand Martin Heinrich Klaproth, mais ce n'est qu'à la fin du XIXe et au début du XXe siècle que l'orthosilicate de zirconium a commencé à voir des applications industrielles.
Initialement utilisé dans les céramiques et les réfractaires pour sa haute résistance à la chaleur, l'importance de l'orthosilicate de zirconium s'est accrue au milieu du XXe siècle, notamment avec l'avènement de l'industrie nucléaire, où les alliages de zirconium étaient essentiels en raison de leur faible absorption des neutrons.
Au fil du temps, les propriétés polyvalentes de l'orthosilicate de zirconium, telles que la stabilité à haute température, la résistance à la corrosion et la nature non toxique, ont conduit à son adoption dans un large éventail d'industries, des abrasifs aux technologies environnementales.
Aujourd’hui, l’orthosilicate de zirconium continue d’être un matériau crucial dans diverses applications, bénéficiant d’une attention accrue portée aux processus de fabrication durables et respectueux de l’environnement.
Manipulation et stockage de l'orthosilicate de zirconium :
Manutention:
Utiliser l'orthosilicate de zirconium dans des zones bien ventilées pour éviter d'inhaler la poussière.
Évitez le contact direct avec les yeux, la peau et les vêtements.
Portez un équipement de protection approprié (EPI) tel que des gants et des lunettes de protection lors de la manipulation.
Assurez-vous que les contenants sont correctement scellés pour éviter les déversements.
Stockage:
Conservez l’orthosilicate de zirconium dans un endroit sec, frais et bien ventilé.
Tenir à l’écart des matières incompatibles, telles que les acides ou les alcalis forts, et des sources directes de chaleur.
Conserver dans des récipients hermétiques pour éviter toute contamination ou absorption d’humidité.
Stabilité et réactivité de l'orthosilicate de zirconium :
Stabilité:
L'orthosilicate de zirconium est chimiquement stable dans des conditions normales d'utilisation et de stockage.
L'orthosilicate de zirconium ne se décompose pas facilement et ne réagit pas avec l'eau ou l'air.
Réactivité:
L'orthosilicate de zirconium est généralement inerte et ne réagit pas avec la plupart des produits chimiques.
L'orthosilicate de zirconium ne réagit pas avec les acides ou les alcalis dans des conditions standard.
Conditions à éviter :
Une chaleur extrême ou des flammes nues peuvent affecter la stabilité de l'orthosilicate de zirconium, bien qu'il résiste généralement aux températures élevées.
Incompatibilités :
L'orthosilicate de zirconium peut réagir avec des acides forts ou des alcalis forts dans certaines conditions.
Mesures de premiers secours pour l'orthosilicate de zirconium :
Inhalation:
Déplacez immédiatement la personne à l’air frais.
Si les symptômes persistent (tels que la toux ou des difficultés respiratoires), consultez un médecin.
Contact avec la peau :
Lavez la zone affectée avec de l’eau et du savon.
En cas d’irritation, consulter un médecin.
Contact visuel :
Rincer immédiatement et abondamment à l'eau pendant au moins 15 minutes.
Consultez un médecin si l’irritation persiste.
Ingestion:
En cas d’ingestion, rincer la bouche avec de l’eau et ne pas faire vomir, sauf avis contraire d’un professionnel de la santé.
Consultez immédiatement un médecin.
Mesures de lutte contre l'incendie de l'orthosilicate de zirconium :
Moyens d'extinction :
Utiliser de l’eau, un produit chimique sec, du dioxyde de carbone (CO₂ ) ou de la mousse pour éteindre un incendie impliquant de l’orthosilicate de zirconium.
Procédures spéciales de lutte contre l'incendie :
Portez un équipement de protection complet, y compris un appareil respiratoire autonome (ARA) pour vous protéger contre les fumées toxiques en cas d'incendie.
Produits de combustion dangereux :
L'orthosilicate de zirconium lui-même n'est pas hautement inflammable, mais dans des conditions extrêmes, il pourrait libérer des fumées toxiques.
Mesures à prendre en cas de déversement accidentel d'orthosilicate de zirconium :
Précautions personnelles :
Portez un EPI approprié, tel que des gants, des lunettes de protection et un masque anti-poussière, pour éviter l’inhalation ou le contact cutané avec la matière libérée.
Précautions environnementales :
Empêcher l’orthosilicate de zirconium de pénétrer dans les égouts, les cours d’eau ou le sol pour éviter toute contamination de l’environnement.
Nettoyage des déversements :
Recueillir et placer soigneusement l’orthosilicate de zirconium déversé dans des conteneurs appropriés pour son élimination.
Évitez de générer de la poussière pendant le nettoyage.
Utilisez un aspirateur ou un chiffon humide pour nettoyer le déversement.
Élimination:
Éliminer l'orthosilicate de zirconium conformément à la réglementation locale relative aux matières non dangereuses.
Contrôles d'exposition / Équipement de protection individuelle de l'orthosilicate de zirconium :
Limites d'exposition professionnelle :
L'orthosilicate de zirconium est généralement considéré comme non toxique et n'a pas de limites d'exposition spécifiques.
Toutefois, dans les environnements où la poussière est générée, des mesures de contrôle de la poussière doivent être mises en œuvre.
Contrôles d'ingénierie :
Assurer une ventilation adéquate pour éviter l’accumulation de poussière dans les zones de travail.
Utiliser des systèmes de dépoussiérage si la production de poussière est importante.
Équipement de protection individuelle (EPI) :
Protection des yeux :
Portez des lunettes de sécurité ou un écran facial pour vous protéger de la poussière ou des éclaboussures.
Protection de la peau :
Portez des gants et des vêtements de protection pour éviter tout contact avec la peau.
Protection respiratoire :
Utilisez un masque anti-poussière ou un respirateur si les concentrations de poussière en suspension dans l’air sont élevées.
Mesures d'hygiène :
Se laver soigneusement les mains après manipulation et avant de manger, de boire ou de fumer.
Identificateurs de l'orthosilicate de zirconium :
Numéro CAS : 10101-52-7
ChemSpider : 55663
Carte d'information ECHA : 100.030.216
Numéro CE : 233-252-7
MeSH : Zircon
PubChem CID : 61775
UNII: 4SY8H89134
Tableau de bord CompTox (EPA) : DTXSID60892246
InChI : InChI=1S/O4Si.Zr/c1-5(2,3)4;/q-4;+4
Clé: GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N
SOURIRES : [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-]
Numéro CAS : 14940-68-2
Numéro EINECS : 239-969-1
Formule moléculaire : ZrSiO₄
Synonymes : Zircon, silicate de zircone
Numéro CE : 239-969-1
Code SH : 2825.90 (utilisé pour la classification du commerce international)
Numéro RTECS : ZH8750000
SOURIRES : O=[Si]O[Zr]
InChI : InChI=1S/Si.Zr.O4/c1-5-6(2)4
Propriétés de l'orthosilicate de zirconium :
Formule chimique : O4SiZr
Masse molaire : 183,305 g·mol−1
Aspect : Cristaux incolores
Densité : 4,56 g cm−3
Point de fusion : 1 540 °C (2 800 °F ; 1 810 K) (se décompose)
Poids moléculaire : 183,31
Nombre de donneurs de liaisons hydrogène : 0
Nombre d'accepteurs de liaisons hydrogène : 4
Nombre de liaisons rotatives : 0
Masse exacte : 181,861284
Masse monoisotopique : 181,861284
Surface polaire topologique : 92,2 Ų
Nombre d'atomes lourds : 6
Complexité : 19,1
Nombre d'atomes d'isotopes : 0
Nombre de stéréocentres atomiques définis : 0
Nombre de stéréocentres atomiques indéfinis : 0
Nombre de stéréocentres de liaison définis : 0
Nombre de stéréocentres de liaison indéfinis : 0
Nombre d'unités liées de manière covalente : 2
Le composé est canonisé : Oui
Spécifications de l'orthosilicate de zirconium :
Numéro CAS : 10101-52-7
Formule moléculaire : ZrSiO4
Poids moléculaire : 183,31
Aspect : Poudre blanche
Densité : 4,56 g/cm3
Point de fusion : 2550 °C
Solubilité : Insoluble dans l'eau, les acides, les alcalis et l'eau régale.
Couleur : Blanc
Point de fusion : 2550°C
Quantité : 500g
Indice Merck : 14,10181
Poids de la formule : 183,3
Forme physique : poudre < 2 microns
Odeur : Inodore
Taille des particules : < 2 microns
Densité : 4,56 g/mL
Nom chimique ou matériau : orthosilicate de zirconium
Thermochimie de l'orthosilicate de zirconium :
Capacité thermique (C) : 98,3 J/mol K
Enthalpie standard de formation (ΔfH ⦵ 298) : -2044 kJ/mol
Noms de l'orthosilicate de zirconium :
Noms des processus réglementaires :
Zircon
zircon
Noms IUPAC :
tétraoxidosilane
tétraoxidosilane; zirconium(4+)
orthosilicate de ziconium
ZIRCON
Zircon
zircon
sable de zircon
silicate de zirconium (IV)
orthosilicate de zirconium
SILICATE DE ZIRCONIUM
Silicate de zirconium
silicate de zirconium
silicate de zirconium(IV)
Zircon
Nom systématique IUPAC :
Silicate de zirconium (4+)
Nom IUPAC préféré :
silicate de zirconium (IV)
Autres noms :
Zircon
Orthosilicate de zirconium (4+)
orthosilicate de zirconium(IV)
Autre identifiant :
14940-68-2
Conditions d'entrée MeSH de l'orthosilicate de zirconium :
HPC Everest
ziconite
zircon
silicate de zirconium
ZrSiO4
