Диоксид циркония - неорганическое соединение циркония с химической формулой ZrO₂. Материал также известен как двуокись циркония, оксид циркония и zirconia. Он применяется при производстве технической керамики, огнеупорных материалов, износостойких деталей, защитных покрытий, катализаторов, абразивов и другой высокотехнологичной продукции.
Оксид циркония сочетает высокую твёрдость, химическую устойчивость, термостойкость и низкую теплопроводность. Свойства материала зависят от химической чистоты, размера частиц, кристаллической структуры и наличия стабилизирующих добавок.
Наименования и обозначения
При поиске и заказе продукта используются следующие названия:
- диоксид циркония;
- двуокись циркония;
- оксид циркония;
- циркониевая двуокись;
- циркония диоксид;
- ZrO₂;
- zirconium dioxide;
- zirconium oxide;
- zirconia;
- CAS 1314-23-4.
Диоксид циркония не следует путать с цирконом — природным силикатом циркония с формулой ZrSiO₄. Это разные материалы, отличающиеся составом и технологическими свойствами.
Основные характеристики ZrO₂
Двуокись циркония обычно представляет собой белый или светлый порошок. В зависимости от технологии получения продукт может иметь различную удельную поверхность, гранулометрический состав и содержание примесей.
Основные сведения:
- химическая формула — ZrO₂;
- молекулярная масса — около 123,22 г/моль;
- номер CAS — 1314-23-4;
- внешний вид — белый или светлый порошок;
- высокая температура плавления;
- высокая твёрдость и износостойкость;
- устойчивость к воздействию многих химических сред;
- низкая теплопроводность;
- хорошие огнеупорные свойства;
- не растворяется в воде;
- выпускается в нестабилизированной и стабилизированной форме.
Точные значения чистоты, размера частиц, насыпной плотности и содержания примесей необходимо уточнять по спецификации и паспорту качества конкретной партии.
Кристаллические модификации диоксида циркония
Оксид циркония может существовать в нескольких кристаллических формах:
- моноклинной;
- тетрагональной;
- кубической.
При изменении температуры между фазами происходят структурные превращения. Для сохранения требуемой кристаллической структуры и повышения стабильности в ZrO₂ могут вводиться оксиды иттрия, магния, кальция, церия и другие стабилизирующие добавки.
Стабилизированный диоксид циркония
Для производства конструкционной и функциональной керамики широко используется стабилизированный оксид циркония. Его свойства определяются видом и концентрацией стабилизатора.
Основные разновидности:
- YSZ - диоксид циркония, стабилизированный оксидом иттрия;
- Mg-PSZ - ZrO₂, частично стабилизированный оксидом магния;
- Ca-PSZ - материал, стабилизированный оксидом кальция;
- Ce-TZP - диоксид циркония, стабилизированный оксидом церия;
- TZP - тетрагональный поликристаллический диоксид циркония;
- CSZ - полностью стабилизированный кубический оксид циркония.
Стабилизация позволяет регулировать механическую прочность, трещиностойкость, ионную проводимость и устойчивость материала при температурных нагрузках.
Преимущества двуокиси циркония
К основным эксплуатационным свойствам материала относятся:
- высокая механическая прочность;
- твёрдость и стойкость к абразивному износу;
- устойчивость к распространению трещин;
- термостойкость;
- низкая теплопроводность;
- химическая и коррозионная устойчивость;
- возможность получения плотной технической керамики;
- хорошие электроизоляционные свойства при обычных условиях;
- ионная проводимость стабилизированных составов при повышенной температуре;
- возможность полировки до гладкой поверхности.
Фактические характеристики готовых изделий зависят от марки порошка, метода формования, режима спекания и состава керамической композиции.
Применение диоксида циркония
Техническая керамика
ZrO₂ используется для производства высокопрочной конструкционной керамики. Из материала изготавливают втулки, клапаны, подшипники, уплотнения, направляющие, режущие элементы и другие детали, работающие в условиях трения и механических нагрузок.
Огнеупорные материалы
Благодаря высокой термостойкости двуокись циркония применяется в огнеупорных изделиях, тиглях, футеровках и специальных керамических составах. Материал подходит для оборудования, эксплуатируемого при высоких температурах.
Теплозащитные покрытия
Низкая теплопроводность позволяет использовать оксид циркония в составе термобарьерных покрытий. Такие покрытия наносят на детали энергетического и промышленного оборудования для снижения тепловой нагрузки на основу.
Электрохимические устройства и датчики
Стабилизированный диоксид циркония обладает кислород-ионной проводимостью при повышенной температуре. Материал применяется в кислородных датчиках, лямбда-зондах, твёрдооксидных топливных элементах и других электрохимических системах.
Стоматологические и медицинские материалы
Циркониевая керамика используется при изготовлении отдельных видов стоматологических конструкций и медицинских компонентов. Для таких применений необходимы специальные марки материала с подтверждённым качеством и соответствующей нормативной документацией.
Катализаторы и носители катализаторов
Диоксид циркония может применяться как катализатор, промотор или носитель активных компонентов. Требуемая удельная поверхность и структура порошка подбираются в соответствии с особенностями химического процесса.
Абразивы и мелющие материалы
Высокая твёрдость и износостойкость позволяют использовать циркониевую керамику для изготовления мелющих шаров, бисера, абразивных компонентов и оборудования для диспергирования.
Оптика и ювелирные материалы
Кубический диоксид циркония применяется в оптических изделиях и при изготовлении искусственных ювелирных вставок. Такой материал обычно называют кубическим цирконием или фианитом.
Как выбрать оксид циркония
При заказе продукта рекомендуется учитывать:
- массовую долю ZrO₂;
- содержание оксида гафния и других примесей;
- вид и концентрацию стабилизатора;
- кристаллическую фазу;
- средний размер и распределение частиц;
- удельную поверхность;
- насыпную и пикнометрическую плотность;
- содержание влаги;
- форму поставки — порошок, гранулы или суспензия;
- требуемую температуру и режим спекания;
- назначение готового материала;
- наличие паспорта качества и SDS.
Для нанодисперсного, стоматологического, каталитического и керамического диоксида циркония предъявляются разные требования. Перед заказом необходимо согласовать техническую спецификацию продукта.
Упаковка и хранение
Диоксид циркония следует хранить в плотно закрытой оригинальной упаковке, в сухом помещении, защищённом от влаги и загрязнений. При работе с порошком необходимо предотвращать образование пыли и использовать средства индивидуальной защиты согласно паспорту безопасности.
Условия транспортировки, хранения и утилизации определяются дисперсностью, составом конкретного продукта, документацией производителя и действующими нормативными требованиями.
Купить диоксид циркония оптом
Предлагаем купить диоксид циркония для технической керамики, огнеупорных материалов, защитных покрытий, катализаторов и других промышленных применений. По запросу предоставим информацию о химической чистоте, дисперсности, стабилизирующих добавках, производителе и доступной фасовке.
Чтобы уточнить цену двуокиси циркония, наличие, минимальную партию и условия поставки, направьте заявку. Специалисты подготовят коммерческое предложение и помогут подобрать марку ZrO₂ с учётом требований вашего производства.