Bioxyde de zirconium

le Zirconia de

réoriente ici. Pour le caractère de Sailor Moon , voir le cirque mort de lune de . Le bioxyde de zirconium de (ZrO₂), parfois connu sous le nom de zirconia , est un oxyde cristallin blanc du zirconium . Sa forme plus naturelle, avec une structure cristalline monoclinique du , est le minerai rare , le Baddeleyite de . La forme cristalline cubique du à hautes températures , appelée le « le zirconia cubique », est rarement, si jamais, trouvé en nature, mais est synthétisé dans diverses couleurs pour l'usage comme pierre gemme . Le zirconia cubique de variété structuré par cristal cubique est le simulant de diamant de le plus connu.

Propriétés en céramique et de technologie

Le bioxyde de zirconium est l'un des matériaux en céramique les plus étudiés du . ZrO₂ pur a une structure cristalline monoclinique du à la température ambiante et des transitions au tétragonal et au cubique aux températures croissantes. L'expansion de volume provoquée par le cubique à tétragonal à la transformation monoclinique induit des efforts très grands, et fera fendre ZrO₂ pur lors du refroidissement des températures. Plusieurs différents oxydes sont ajoutés au zirconia pour stabiliser les phases tétragonales et/ou cubiques : Oxyde de magnésium (MgO), oxyde de yttrium de , (Y₂O₃), oxyde de calcium (cao), et oxyde (Ce₂O₃) de cérium de , notamment.

Le Zirconia est très utile dans son état « stabilisé ». Dans certains cas, la phase tétragonale peut être le métastable. Si les quantités suffisantes de la phase tétragonale métastable est présente, alors un effort appliqué, magnifié par la concentration de contrainte à un bout crack, peut faire convertir la phase tétragonale en monoclinique, avec l'expansion de volume associée. Cette transformation de phase peut alors mettre la fente dans la compression, retardant sa croissance, et augmentant la dureté de rupture de . Ce mécanisme est connu comme transformation de durcissant , et prolonge de manière significative la fiabilité et la vie des produits faits avec le zirconia stabilisé. Un cas spécial de zirconia est celui du polycrystaline tétragonal ou TZP de zirconia de , qui sont indicatifs du zirconia polycristallin composé de phase seulement tétragonale métastable.

La phase cubique de du zirconia a également une conductivité thermique très basse, qui a mené à son utilisation comme revêtement d'isolation thermique ou TBC dans la turbine de gicleur de et des moteurs diesel de permettre l'opération à températures élevées. thermodynamiquement plus la température d'opération d'un moteur est haute, plus est grande l'efficacité possible (voir le moteur thermique de Carnot ). À partir de 2004, beaucoup de recherche est continue pour améliorer la qualité et la longévité de ces enduits. Elle est employée pendant qu'un matériel réfractaire du , dans l'isolation , les émaux des abrasifs et le les lustres qu'en céramique ont stabilisé le zirconia est employé dans les sondes de l'oxygène de et des membranes de la pile à combustible de combustible parce qu'il a la capacité de permettre aux ions de l'oxygène de se bouger librement par la structure cristalline à températures élevées. Cette conductivité ionique élevée (et une basse conductivité électronique) lui fait un du le plus utile Electroceramics .

Le Zirconia est parfois classifié comme semi-conducteur large du bandgap et tend à devenir plus conducteur à températures élevées. Le Zirconia commence par très un de haute résistance à la température ambiante, plus considérablement que 1 trillion d'ohm-cm. Car les augmentations de la température il a plus moins de 20.000 ohm-cm à 500 degrés de Celsius, à avoir plus moins de 1.000 ohm-cm de résistance à 1.000 degrés de Celsius. Elle perd presque toute sa résistance autour de 2.000 degrés de Celsius, et devient un conducteur très bon. Le bandgap de ZrO₂ dépend de la phase (cubique, tétragonal, monoclinique, ou amorphe) et des méthodes de préparation, avec des évaluations typiques de l'eV 5-7.

Ce matériel est également employé dans la fabrication des subframes pour la construction des restaurations dentaires telles que les couronnes et les ponts qui sont alors plaqués avec une porcelaine feldspathique conventionnelle.

Le bioxyde de zirconium peut se produire comme poudre blanche qui possède le les propriétés de base acides de et . À cause de son infusibility et luminosité brillante si incandescent, il a été employé comme ingrédient des bâtons pour les feux de la rampe .

Le Zirconia est également un matériel diélectrique important qui est étudié pour des applications potentielles comme isolateur dans des transistors dans de futurs dispositifs nanoelectronic.

Produit de remplacement de diamant

Les monocristaux de la phase cubique de du zirconia sont utilisés généralement comme produit de remplacement pour le diamant en bijoux . Comme le diamant, le zirconia cubique a une structure cristalline cubique et un indice de réfraction de élevé . Le discernement d'une gemme cubique de zirconia de bonne qualité d'un diamant est difficile, et la plupart des bijoutiers auront un appareil de contrôle de conductivité thermique pour identifier le zircona cubique par sa conductivité thermique de bas (le diamant est un conducteur thermique très bon). Cet état de zirconia s'appelle généralement le " ; zirconia cubique, " ; " ; La CZ, " ; ou " ; zircon" ; par les bijoutiers , mais ces noms ne pas être chimiquement précis. Le Zircon est réellement le nom minéral pour le silicate de zirconium naturel (ZrSiO₄). Sa forme transparente est également employée en tant qu'une pierre gemme, et sa forme opaque comme réfractaire.

Brevets

Le le 7 août , le 2006 , l'ordinateur Apple De a classé un brevet pour l'usage du zirconia en tant qu'enfermer pour les dispositifs mobiles. Le futur IPods probablement contiendra des radios pour Bluetooth et radio de zones amples. Using le zirconia plutôt que l'acier ou l'aluminium pour ses caractéristiques par radio de transparent permet à des antennes d'être caché intérieurement dans le dispositif. En plus, quelques iPods avec les avants en plastique ont été connus pour rayer facilement.

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