Oxid zirkoničitý

Z Multimediaexpo.cz

Oxid zirkoničitý ZrO₂, někdy označovaný jako zirkonia, je bílá krystalická látka s hustotou 5,89 g/cm³. Pokud neobsahuje příliš příměsí má při pokojové teplotě jednoklonnou (monoklinickou) krystalovou strukturu – tak jako přírodní vzácně se vyskytující minerál baddeleyit. Při vyšších teplotách (1170 °C) dochází k fázové přeměně na čtverečnou (tetragonální) strukturu (typu rutilu) a při velmi vysokých teplotách (2370 °C) se stává stabilní krychlová (kubická) struktura (typu fluoritu), která taje až při 2715 °C.

Obsah 1 Výroba 2 Využití 2.1 Keramika 2.2 Šperkařství 3 Související články 4 Reference

Výroba

Oxid zirkoničitý patří do skupiny oxidové keramiky a jeho výchozí surovinou je minerál zirkon, který je chemicky křemičitanem zirkoničitým ZrSiO₄. Jeden z postupů výroby ZrO₂ ze ZrSiO₄ spočívá v odkřemičitění (desilikatizaci) zirkonu žíháním se směsí CaO/MgO při cca 1500 °C.^[1]

Využití

Keramika

Příměs oxidu vápenatého CaO či oxidu hořečnatého MgO či oxidu yttritého Y₂O₃ nebo oxidu ceritého Ce₂O₃ a dalších způsobuje, že příslušný tuhý roztok oxidu zirkoničitého s příslušnou příměsí (například v molárním poměru 47:3) si zachovává kubickou strukturu při všech teplotách, takže při změnách teploty nedochází k fázovým přeměnám a příslušná („stabilizovaná“) keramika (například ve formě kelímků či trubic) neztrácí pevnost. Používá se ve sklárnách a slévárnách jako velmi kvalitní žáruvzdorný materiál pro tavicí nádoby (pánve) a vnitřní stěny tavicích pecí, který je však ve srovnání s klasickými žáruvzdornými materiály výrazně dražší. Stabilizující příměsi CaO, MgO či Y₂O₃ v krystalové mřížce ZrO₂ jsou příčinou značné koncentrace vakancí v aniontové podmřížce, takže tento materiál je při vyšších teplotách elektricky vodivý a může sloužit jako tuhý elektrolyt. Značné elektrické vodivosti této keramiky využil již na konci 19. století (1897) Walther Nernst, který zkonstruoval bíle svítící lampu, v níž namísto kovového vlákna (která září v dnešních žárovkách) byla zdrojem světla zářící tzv. Nernstova tyčinka ze ZrO₂ (je třeba si uvědomit, že vynález Nernstovy tyčinky časově předcházel objevu výroby tažných wolframových vláken v roce 1908.^[2]) Elektrochemické vlastnosti této keramiky využili K. Kiukolla a C. Wagner ^[3] k sestavení koncentračních elektrochemických článků, ve kterých hrál kubický ZrO₂ s 15% CaO roli tuhého elektrolytu. Tyto galvanické články umožňují určovat hodnotu chemického potenciálu kyslíku v různých chemických soustavách. V současné době je tato zirkonoxidová keramika součástí kyslíkových čidel (sond), které detekují obsah kyslíku ve zplodinách spalovacích zařízení a signál těchto čidel je využíván pro automatickou regulaci – optimalizaci procesu spalování. Pro své elektrochemické vlastnosti je stabilizovaný ZrO₂ vhodný také jako elektrolyt pro palivové články.

Šperkařství

Významné je také využití kubické (stabilizované) formy oxidu zirkoničitého ve šperkařství jako náhrady diamantu (briliantů). Kubický ZrO₂ se diamantu podobá jednak vysokým indexem lomu a tvrdostí (v Mohsově stupnici 8,5 oproti 10 u diamantu), avšak výrazně se liší v hustotě (5,6-6,0 g/cm³ oproti 3,5 g/cm³ u diamantu).

Související články

Keramický nůž

Reference

1. ↑ http://www.ingentaconnect.com/content/mksg/sjm/2004/00000033/00000003/art00006
2. ↑ http://www.materialmoments.org/top100.html
3. ↑ J. Electrochem. Soc. 104 (1957) 308, 379

Oxidy s prvkem v oxidačním čísle IV.

Oxid americičitý (AmO2) • Oxid uhličitý (CO2) • Oxid ceričitý (CeO2) • Oxid chloričitý (ClO2) • Oxid chromičitý (CrO2) • Oxid dusičitý (NO2) • Oxid germaničitý (GeO2) • Oxid hafničitý (HfO2) • Oxid neptuničitý (NpO2) • Oxid olovičitý (PbO2) • Oxid manganičitý (MnO2) • Oxid osmičitý (OsO2) • Oxid plutoničitý (PuO2) • Oxid protaktiničitý (PaO2) • Oxid rutheničitý (RuO2) • Oxid seleničitý (SeO2) • Oxid křemičitý (SiO2) • Oxid siřičitý (SO2) • Oxid telluričitý (TeO2) • Oxid thoričitý (ThO2) • Oxid cíničitý (SnO2) • Oxid titaničitý (TiO2) • Oxid wolframičitý (WO2) • Oxid uraničitý (UO2) • Oxid vanadičitý (VO2) • Oxid zirkoničitý (ZrO2)

Náklady na energie a provoz naší encyklopedie prudce vzrostly. Potřebujeme vaši podporu... Kolik ?? To je na Vás. Náš FIO účet — 2500575897 / 2010
Informace o článku. Článek je převzat z Wikipedie, otevřené encyklopedie, do které přispívají dobrovolníci z celého světa. Tento text je dostupný za podmínek Creative Commons 3.0 Unported – creativecommons.org. Originální článek na české Wikipedii