山東埃(ai)爾派(pai) | 點擊量:0次(ci) | 2019-12-09
二氧化鋯
二氧化(hua)鋯(化(hua)學式:ZrO2)是鋯的主(zhu)要(yao)氧化(hua)物,通常狀況下為白色無(wu)臭(chou)無(wu)味(wei)晶體,難溶于水、鹽(yan)酸(suan)和稀硫酸(suan)。一般(ban)常含有少量(liang)的二氧化(hua)鉿(jia)。化(hua)學性質不活潑,且具有高(gao)熔點(dian)、高(gao)電阻率(lv)、高(gao)折射率(lv)和低熱(re)膨脹系(xi)數的性質,使(shi)它成為重要(yao)的耐高(gao)溫材料、陶(tao)(tao)瓷(ci)絕緣材料和陶(tao)(tao)瓷(ci)遮光劑(ji),亦(yi)是人工(gong)鉆的主(zhu)要(yao)原料。能帶間隙大約為5-7eV。
二氧化鋯(gao)(化學(xue)式(shi):ZrO2)是鋯(gao)的主(zhu)要(yao)氧化物(wu),通常(chang)(chang)狀況下為(wei)(wei)白(bai)色無臭(chou)無味晶體,難溶于水、鹽酸和(he)(he)稀硫酸。一般常(chang)(chang)含有少量的二氧化鉿。化學(xue)性(xing)質(zhi)(zhi)不活潑,且具有高(gao)熔點、高(gao)電阻率(lv)、高(gao)折(zhe)射率(lv)和(he)(he)低(di)熱膨脹系數的性(xing)質(zhi)(zhi),使(shi)它(ta)成為(wei)(wei)重要(yao)的耐高(gao)溫材料(liao)(liao)、陶瓷(ci)絕(jue)緣材料(liao)(liao)和(he)(he)陶瓷(ci)遮光劑(ji),亦是人工(gong)鉆(zhan)的主(zhu)要(yao)原料(liao)(liao)。能帶(dai)間隙大(da)約為(wei)(wei)5-7eV。
物理性質
性(xing)狀: 白(bai)色重(zhong)質(zhi)無(wu)定形粉末(mo)。無(wu)臭。無(wu)味(wei)。溶于(yu)2份硫酸(suan)和1份
水的混合液中,微溶于鹽酸(suan)(suan)和硝酸(suan)(suan),慢(man)溶于氫(qing)氟酸(suan)(suan),幾乎(hu)不溶于水。有刺激性。相(xiang)對密(mi)度5.85。熔點 2680 ℃。沸點4300 ℃。硬度次于金(jin)剛石。
分子結(jie)構:低(di)溫時為單斜(xie)晶系,在1100℃以上(shang)形成(cheng)四方(fang)晶型(xing),在1900℃以上(shang)形成(cheng)立方(fang)晶型(xing)。
化學性質
1、由灼燒二氧化鋯(gao)水合(he)物或揮發性含氧酸(suan)鋯(gao)鹽所(suo)得的二氧化鋯(gao)為白(bai)色粉末,不溶于水
ZrO2·xH2O ZrO2+xH2O;
2、經由輕(qing)度灼燒所得(de)的二氧化鋯,比較容易被無機酸溶解
ZrO2+4H+=Zr4++2H2O
強(qiang)熱灼燒所得的(de)二氧化(hua)鋯(gao)只溶于濃硫(liu)酸(suan)(suan)和氫(qing)氟(fu)酸(suan)(suan),經(jing)過熔融重結晶(jing)的(de)二氧化(hua)鋯(gao)只與氫(qing)氟(fu)酸(suan)(suan)作用(yong);
3、二氧(yang)化鋯(gao)是一種兩性(xing)氧(yang)化物,與堿共(gong)熔可形成鋯(gao)酸鹽,但鋯(gao)酸鹽遇(yu)水容易水解(jie)為ZrO2·xH2O而沉淀(dian)。
ZrO2+2NaOH=Na2ZrO3+H2O
Na.ZrO3+H2O=ZrO2+NaOH;
4、二(er)氧化(hua)(hua)鋯(gao)與碳(tan)和氯(lv)氣高溫反(fan)應,或者與四氯(lv)化(hua)(hua)碳(tan)反(fan)應,生成(cheng)四氯(lv)化(hua)(hua)鋯(gao)及二(er)氯(lv)氧化(hua)(hua)鋯(gao),水(shui)解又得(de)到二(er)氧化(hua)(hua)鋯(gao)
3ZrO2+2C+4Cl2=ZrCl4+2CO2+2ZrOCl2;
5、它(ta)在電弧中與碳(tan)作用生成碳(tan)化(hua)鋯
ZrO2+2C=CO2+ZrC;
6、成(cheng)斜鋯(gao)石型的ZrO2 是(shi)黃(huang)色(se)(se)(se)或(huo)棕色(se)(se)(se)單色(se)(se)(se)斜晶體不(bu)溶(rong)于(yu)水、鹽酸(suan)(suan)(suan)和(he)稀硫酸(suan)(suan)(suan),溶(rong)于(yu)熱濃氫氟酸(suan)(suan)(suan)、硝酸(suan)(suan)(suan)和(he)硫酸(suan)(suan)(suan)。與堿共熔生成(cheng)鋯(gao)酸(suan)(suan)(suan)鹽。化學(xue)性質非常穩定。用(yong)于(yu)制高級陶瓷、搪瓷、耐火材料。可由(you)鋯(gao)英石與純(chun)堿共熔,用(yong)水浸出鋯(gao)酸(suan)(suan)(suan)鈉,與鹽酸(suan)(suan)(suan)作用(yong)成(cheng)二氯(lv)氧化鋯(gao),再煅燒而制得。
應用領域
金(jin)屬鋯(gao)及(ji)其化合物的原料
用于(yu)(yu)制金(jin)(jin)屬鋯(gao)和鋯(gao)化合物、制耐火(huo)磚(zhuan)(zhuan)和坩鍋、高頻陶(tao)瓷、研磨材料(liao)、陶(tao)瓷顏料(liao)和鋯(gao)酸(suan)鹽(yan)等主要用于(yu)(yu)壓(ya)電陶(tao)瓷制品、日用陶(tao)瓷、耐火(huo)材料(liao)及貴重金(jin)(jin)屬熔煉用的鋯(gao)磚(zhuan)(zhuan)、鋯(gao)管、坩堝(guo)等。也(ye)用于(yu)(yu)生產鋼及有色金(jin)(jin)屬、光學玻璃和二氧化鋯(gao)纖維。還用于(yu)(yu)陶(tao)瓷顏料(liao)、靜電涂料(liao)及烤漆。用于(yu)(yu)環氧樹(shu)脂中可增加耐熱鹽(yan)水的腐蝕(shi)。
耐火材料
氧化(hua)鋯纖(xian)維(wei)是一(yi)種多晶質耐(nai)火(huo)纖(xian)維(wei)材料。由于(yu)ZrO2物質本身的高熔(rong)點、不氧化(hua)和(he)其(qi)他高溫(wen)優(you)良特性,使得ZrO2纖(xian)維(wei)具(ju)有比氧化(hua)鋁纖(xian)維(wei)、莫來石(shi)纖(xian)維(wei)、硅酸鋁纖(xian)維(wei)等其(qi)他耐(nai)火(huo)纖(xian)維(wei)品種更高的使用(yong)溫(wen)度。氧化(hua)鋯纖(xian)維(wei)在(zai)1500 ℃以上超高溫(wen)氧化(hua)氣氛下長期使用(yong),最高使用(yong)溫(wen)度高達2200 ℃,甚至到2500 ℃仍可保持完整的纖(xian)維(wei)形狀,并且高溫(wen)化(hua)學(xue)性質穩定、耐(nai)腐蝕(shi)(shi)、抗氧化(hua)、抗熱(re)震、不揮發、無污(wu)染,是目前國(guo)際(ji)上最頂(ding)尖的一(yi)種耐(nai)火(huo)纖(xian)維(wei)材料。 ZrO2的耐(nai)酸堿腐蝕(shi)(shi)能力大大強于(yu)SiO2和(he)Al2O3。不溶(rong)于(yu)水,溶(rong)于(yu)硫(liu)酸及氫氟酸;微溶(rong)于(yu)鹽酸和(he)硝(xiao)酸。能與堿共熔(rong)生(sheng)成鋯酸鹽。
燃氣輪機
等離子噴(pen)涂二(er)氧(yang)化鋯熱障涂層(ceng)在航空(kong)及(ji)工業用(yong)燃氣輪(lun)機(ji)(ji)上的(de)應用(yong)已(yi)有很(hen)大進展,在一定限度(du)內已(yi)經用(yong)于燃氣輪(lun)機(ji)(ji)的(de)渦輪(lun)部分。由于這種涂層(ceng)可以降低氣冷高溫(wen)部件(jian)的(de)溫(wen)度(du)50~200 ℃,因此可以顯(xian)著地改善高溫(wen)部件(jian)的(de)耐久性,或者容許(xu)提(ti)高燃氣溫(wen)度(du)或減少冷卻氣體的(de)需用(yong)量(liang)而(er)保持高溫(wen)部件(jian)所承受的(de)溫(wen)度(du)不變,從而(er)提(ti)高發(fa)動機(ji)(ji)的(de)效率。
陶瓷材料
因為氧化鋯(gao)的(de)(de)折射率(lv)大、熔點高、耐蝕性強,故用(yong)于窯業原料(liao)。壓(ya)電(dian)陶瓷(ci)制品有(you)濾波(bo)(bo)器(qi)、揚聲(sheng)器(qi)超聲(sheng)波(bo)(bo)水聲(sheng)探測(ce)器(qi)等。還有(you)日用(yong)陶瓷(ci)(工業陶瓷(ci)釉藥)、貴重金屬熔煉用(yong)的(de)(de)鋯(gao)磚(zhuan)及鋯(gao)管等。納米級氧化鋯(gao)還可以用(yong)作拋(pao)光劑、磨粒(li)、壓(ya)電(dian)陶瓷(ci)、精(jing)密陶瓷(ci)、陶瓷(ci)釉料(liao)和(he)高溫(wen)顏料(liao)的(de)(de)基(ji)質(zhi)材料(liao)。
其他
此外氧化鋯可用(yong)于(yu)白熱煤(mei)氣(qi)燈罩、搪瓷(ci)、白色玻璃、耐火坩堝(guo)等的(de)制(zhi)造。X射(she)線照相。研磨(mo)材(cai)料(liao)。與釔一起用(yong)以制(zhi)造紅外線光(guang)譜儀中的(de)光(guang)源(yuan)燈,厚膜電(dian)路電(dian)容材(cai)料(liao),壓電(dian)晶體換能(neng)器配方(fang)。
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