Cirkónium(IV)-oxid
Cirkónium-oxid - ZrO 2 ( cirkónium - dioxid ), színtelen kristályok , t pl = 2715 °C. A cirkónium-oxid az egyik legtűzállóbb fém-oxid.
A cirkónium-dioxid amfoter tulajdonságokkal rendelkezik , vízben és a legtöbb sav és lúg vizes oldatában nem oldódik, azonban hidrogén- fluoridban oldódik:
- Tömény kénsavban oldódik ammónium-szulfát hozzáadásával , hosszan tartó melegítéssel:
![{\displaystyle {\mathsf {ZrO_{2}+2H_{2}SO_{4}+(NH_{4})_{2}SO_{4}{\xrightarrow[{}]{300^{o}C} }(NH_{4})_{2}Zr(SO_{4})_{3}+2H_{2}O}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/3199e75fcf5098a95e70e3643400fc3db54e176e)
- Kölcsönhatásba lép az alkáli olvadékokkal:
![{\displaystyle {\mathsf {ZrO_{2}+2NaOH{\xrightarrow[{}]{t^{o}C}}Na_{2}ZrO_{3}+H_{2}O}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/304dc29f26e29da35bed668150eeee26a1d9636d)
- Szén jelenlétében végzett klórozással oldható állapotba fordítjuk:
![{\displaystyle {\mathsf {ZrO_{2}+2C+2Cl_{2}{\xrightarrow[{}]{t^{o}C}}ZrCl_{4}+2CO}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/7cbfb1697635781cf9ced7b1862bc34d50078b25)
A cirkónium-oxid három kristályos formában létezik:
- stabil monoklin , a természetben baddeleyit ásványként fordul elő .
- metastabil közepes hőmérsékletű tetragonális , számos cirkónium kerámiában jelen van . A cirkónium-dioxid tetragonális fázisának monoklinikusra való átmenete térfogatnövekedéssel jár, ami növeli az ilyen kerámiák szilárdságát: a növekvő mikrorepedés csúcsán fellépő mechanikai feszültségek hatására a tetragonális módosulás fázisátalakulása monoklinikussá válik, ill. Ennek eredményeként helyileg megnövekszik a térfogat és ennek megfelelően a nyomás, ami stabilizálja a mikrorepedést, lelassítva a növekedését.
- instabil magas hőmérsékletű köbös . A nagy átlátszó cirkónium-oxid kristályokat, amelyeket magnézium-, ittrium- , kalcium- , cérium -oxidok vagy más fémek szennyeződései stabilizálnak magas törésmutatójuk és diszperziójuk miatt, az ékszerekben gyémántok utánzataként használják ; a Szovjetunióban az ilyen kristályokat fianitoknak nevezték a Tudományos Akadémia Fizikai Intézetéből , ahol először szintetizálták őket.
Az iparban a cirkónium-dioxidot cirkónium alapú tűzálló anyagok, kerámiák , zománcok és üvegek gyártásához használják . A fogászatban fogkoronák készítésére használják . Szuperkemény anyagként használják .
A mindennapi életben olcsó kerámia kések anyagaként használják, melynek előnye, hogy nincs szükség élezésre. Az ilyen termékek hátránya, hogy a felületük stabilan foltosodik termék- vagy fémnyomokkal a súrlódás során, valamint törékenység – hanyag kezelés esetén a penge feltörik, elveszti élességét, és eltörhet.
Melegítéskor a cirkónium-oxid vezet áramot, amelyet néha arra használnak, hogy a fűtőelemeket nagyon magas hőmérsékleten ellenállóvá tegyék a levegővel szemben. A fűtött cirkónia szilárd elektrolitként képes oxigénionokat vezetni. Ezt a tulajdonságot ipari oxigénelemzőkben és üzemanyagcellákban használják .
Irodalom
- Szervetlen kémia / szerk. Yu.D. Tretyakov. - M . : Akadémia, 2007. - T. 3. - 352 p.
- Chemical Encyclopedia / Szerk.: Zefirov N.S. és mások - M . : Great Russian Encyclopedia, 1998. - T. 5 (Tri-Yatr). — 783 p. — ISBN 5-85270-310-9 .
| Cirkónium vegyületek | |
|---|---|
| |