氧化鋯（高新材料）

　　二氧化鋯(化學(xué)式：ZrO2)是鋯的主要氧化物，通常狀況下為白色無臭無味晶體，難溶于水、鹽酸和稀硫酸。一般常含有少量的二氧化鉿。化學(xué)性質(zhì)不活潑，且具有高熔點、高電阻率、高折射率和低熱膨脹系數(shù)的性質(zhì)，使它成為重要的耐高溫材料、陶瓷絕緣材料和陶瓷遮光劑，亦是人工鉆的主要原料。能帶間隙大約為5-7eV。

物理性質(zhì)

　　性狀： 白色重質(zhì)無定形粉末。無臭。無味。溶于2份硫酸和1份

　　水的混合液中，微溶于鹽酸和硝酸，慢溶于氫氟酸，幾乎不溶于水。有刺激性。相對密度5.85。熔點 2680 ℃。沸點4300 ℃。硬度次于金剛石。

　　分子結(jié)構(gòu)：低溫時為單斜晶系，在1100℃以上形成四方晶型，在1900℃以上形成立方晶型。

化學(xué)性質(zhì)

　　1、由灼燒二氧化鋯水合物或揮發(fā)性含氧酸鋯鹽所得的二氧化鋯為白色粉末，不溶于水

　　ZrO2·xH2O ZrO2+xH2O;

　　2、經(jīng)由輕度灼燒所得的二氧化鋯，比較容易被無機(jī)酸溶解

　　ZrO2+4H+=Zr4++2H2O

　　強(qiáng)熱灼燒所得的二氧化鋯只溶于濃硫酸和氫氟酸，經(jīng)過熔融重結(jié)晶的二氧化鋯只與氫氟酸作用;

　　3、二氧化鋯是一種兩性氧化物，與堿共熔可形成鋯酸鹽，但鋯酸鹽遇水容易水解為ZrO2·xH2O而沉淀。

　　ZrO2+2NaOH=Na2ZrO3+H2O

　　Na.ZrO3+H2O=ZrO2+NaOH;

　　4、二氧化鋯與碳和氯氣高溫反應(yīng)，或者與四氯化碳反應(yīng)，生成四氯化鋯及二氯氧化鋯，水解又得到二氧化鋯

　　3ZrO2+2C+4Cl2=ZrCl4+2CO2+2ZrOCl2;

　　5、它在電弧中與碳作用生成碳化鋯

　　ZrO2+2C=CO2+ZrC;

　　6、成斜鋯石型的ZrO2 是黃色或棕色單色斜晶體不溶于水、鹽酸和稀硫酸，溶于熱濃氫氟酸、硝酸和硫酸。與堿共熔生成鋯酸鹽。化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定。用于制高級陶瓷、搪瓷、耐火材料。可由鋯英石與純堿共熔，用水浸出鋯酸鈉，與鹽酸作用成二氯氧化鋯，再煅燒而制得。

應(yīng)用領(lǐng)域

　　金屬鋯及其化合物的原料

　　用于制金屬鋯和鋯化合物、制耐火磚和坩鍋、高頻陶瓷、研磨材料、陶瓷顏料和鋯酸鹽等主要用于壓電陶瓷制品、日用陶瓷、耐火材料及貴重金屬熔煉用的鋯磚、鋯管、坩堝等。也用于生產(chǎn)鋼及有色金屬、光學(xué)玻璃和二氧化鋯纖維。還用于陶瓷顏料、靜電涂料及烤漆。用于環(huán)氧樹脂中可增加耐熱鹽水的腐蝕。

　　耐火材料

　　氧化鋯纖維是一種多晶質(zhì)耐火纖維材料。由于ZrO2物質(zhì)本身的高熔點、不氧化和其他高溫優(yōu)良特性，使得ZrO2纖維具有比氧化鋁纖維、莫來石纖維、硅酸鋁纖維等其他耐火纖維品種更高的使用溫度。氧化鋯纖維在1500 ℃以上超高溫氧化氣氛下長期使用，最高使用溫度高達(dá)2200 ℃，甚至到2500 ℃仍可保持完整的纖維形狀，并且高溫化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、耐腐蝕、抗氧化、抗熱震、不揮發(fā)、無污染，是目前國際上最頂尖的一種耐火纖維材料。 ZrO2的耐酸堿腐蝕能力大大強(qiáng)于SiO2和Al2O3。不溶于水，溶于硫酸及氫氟酸;微溶于鹽酸和硝酸。能與堿共熔生成鋯酸鹽。

　　燃?xì)廨啓C(jī)

　　等離子噴涂二氧化鋯熱障涂層在航空及工業(yè)用燃?xì)廨啓C(jī)上的應(yīng)用已有很大進(jìn)展，在一定限度內(nèi)已經(jīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)的渦輪部分。由于這種涂層可以降低氣冷高溫部件的溫度50~200 ℃，因此可以顯著地改善高溫部件的耐久性,或者容許提高燃?xì)鉁囟然驕p少冷卻氣體的需用量而保持高溫部件所承受的溫度不變，從而提高發(fā)動機(jī)的效率。

　　陶瓷材料

　　因為氧化鋯的折射率大、熔點高、耐蝕性強(qiáng)，故用于窯業(yè)原料。壓電陶瓷制品有濾波器、揚(yáng)聲器超聲波水聲探測器等。還有日用陶瓷(工業(yè)陶瓷釉藥)、貴重金屬熔煉用的鋯磚及鋯管等。納米級氧化鋯還可以用作拋光劑、磨粒、壓電陶瓷、精密陶瓷、陶瓷釉料和高溫顏料的基質(zhì)材料。

　　其他

　　此外氧化鋯可用于白熱煤氣燈罩、搪瓷、白色玻璃、耐火坩堝等的制造。X射線照相。研磨材料。與釔一起用以制造紅外線光譜儀中的光源燈，厚膜電路電容材料，壓電晶體換能器配方。