二氧化锆的化学性质和用途
一、产品基本信息
中文名称:二氧化锆
中文别名:氧化锆
英文名称:zirconium dioxide / zirconia
CAS号:1314-23-4
化学式:ZrO₂
分子量:123.22
外观:白色无臭无味晶体或粉末
熔点:约 2700 ℃
沸点:约 4300 ℃
密度:约 5.85 g/cm³
溶解性:难溶于水,难溶于盐酸和稀硫酸;可溶于热浓硫酸、氢氟酸等
二、主要应用领域
二氧化锆是高熔点、高化学稳定性的两性氧化物,从传统耐火材料、陶瓷颜料,发展到高端结构陶瓷、功能陶瓷、氧传感器、固体氧化物燃料电池、牙科/骨科植入物、催化剂载体、仿钻宝石和精密抛光等高技术领域,二氧化锆都具有广泛的应用。
1.先进陶瓷与机械
利用其高硬度、高韧性、优异的耐磨性及“相变增韧”特性
(1)切割工具:陶瓷刀具、手术刀
(2)耐磨部件:轴承、研磨介质、机械密封件
(3)结构部件:阀门、泵体、光纤连接器
2.高温工业与能源
利用其极高的熔点(~2715℃)、低热导率和耐腐蚀性
(1)热障涂层:喷气发动机和燃气轮机叶片涂层,可降低部件温度50-200℃,提高发动机效率
(2)耐火材料:超高温窑炉的炉衬、熔炼贵金属和特殊合金的坩埚
(3)燃料电池:固体氧化物燃料电池的电解质
3.电子与光学
利用其高折射率、介电性能和特殊导电性
(1)光学元件:制造相机镜头、棱镜以及高折射率特种玻璃的添加剂
(2)传感器:用于测量汽车尾气、熔融金属中氧含量的氧传感器
(3)电子器件:用于制造压电陶瓷、微电子领域的电容器和绝缘层
4.生物医药(牙科 & 骨科)
(1)牙科修复:种植体、牙冠、牙桥等全瓷修复体,兼具强度和美观
(2)骨科植入物:用于制造人工关节(如髋关节头)和骨缺损修复材料
5.消费品与其他
(1)人造宝石:通过掺杂不同元素(如钇)制成“人工钻”等饰品
(2)家居与日用品:高级陶瓷刀具、表壳、手机等消费电子产品的陶瓷背板、首饰
(3)颜料与釉料:用于陶瓷釉料和颜料,提高色彩品质和耐久性
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