Циркония диоксид (циркония двуокись)

Диоксид циркония (двуокись циркония) – это один из наиболее тугоплавких оксидов металлов. Двуокись циркония была впервые выделена в 1789 году немецким химиком М. Г. Клапротом в результате анализа минерала циркона. В природе диоксид циркония существует в виде минерала бадделеита. В промышленности диоксид циркония получают прокаливанием сульфатов или хлоридов циркония.

Диоксид циркония (двуокись циркония) существует в трёх кристаллических формах:

• стабильной моноклинной, встречающейся в природе в виде минерала бадделеита;
• метастабильной среднетемпературной тетрагональной, присутствующей во многих циркониевых керамиках;
• нестабильной высокотемпературной кубической.

Различают полностью стабилизированный диоксид циркония и частично стабилизированный диоксид циркония. Частичная стабилизация диоксида циркония может быть достигнута с использованием добавки 3-6% CaO, MgO или Y₂O₃. В зависимости от условий изготовления стабилизироваться может кубическая, тетрагональная или моноклиническая модификация диоксида циркония. Частично стабилизированный диоксид циркония имеет высокую термостойкость, и, таким образом, также подходит для использования при высоких температурах в машиностроении.

Кубическая модификация диоксида циркония может стабилизироваться от абсолютного нуля до кривой солидуса добавлением присадки 10-15% CaO и MgO (FSZ), и этот керамический материал может термически и механически выдерживать температуру 2000 °С. Однако, из-за низкой теплопроводности и высокого коэффициента теплового расширения по сравнению с частично стабилизированным диоксидом циркония термостойкость полностью стабилизированного диоксида циркония ниже.

Диоксид циркония проявляет амфотерные свойства, нерастворим в воде и водных растворах большинства кислот и щелочей, однако растворяется в плавиковой и концентрированной серной кислотах, расплавах щелочей и стеклах.

Диоксид циркония не горюч, пожаро- и взрывобезопасен.

По внешнему виду диоксид циркония представляет собой белый порошок без запаха.

Диоксид циркония поставляется в промышленной упаковке:

Диоксид циркония рекомендуется транспортировать и хранить при следующих условиях:

• диоксид циркония транспортируется всеми доступными видами транспорта, в крытых транспортных средствах в соответствии с правилами перевозки грузов;
• хранить диоксид циркония необходимо в закрытой заводской упаковке, в прохладном, сухом, хорошо вентилируемом помещении и только на паллетах.

При соблюдении условий транспортировки и хранения в невскрытой заводской упаковке гарантийный срок хранения диоксида циркония не органичен.

Диоксид циркония широко используется в промышленности:

• двуокись циркония применяется в производстве пьезокерамических материалов и изделий, бытовой керамики;
• диоксид циркония используется в производстве огнеупорной продукции;
• диоксид циркония применяется в производстве противопригарных паст и красок, химически стойких эмалей и глазурей;
• в металлургической промышленности диоксид циркония используется для плазменного напыления металлов;
• крупные кубические кристаллы кубического диоксида циркония, стабилизированные примесями оксидов магния, иттрия, кальция, церия и других металлов, благодаря высокому показателю преломления и дисперсии применяются в ювелирном деле в качестве имитации алмазов;
• диоксид циркония используется в промышленных анализаторах кислорода, так как нагретая двуокись циркония способна проводить ионы кислорода как твердый электролит;
• диоксид циркония применяется для получения нагревательных элементов, устойчивых на воздухе при очень высокой температуре, так как двуокись циркония при нагревании проводит электрический ток.