二氧化鋯 Zirconium dioxide
結構式
| 物競編號 | 095G |
|---|---|
| 分子式 | ZrO2 |
| 分子量 | 123.22 |
| 標簽 | Zirconium(IV) oxide, 高純化合物, 無機纖維, 催化劑, 洗滌劑 |
編號系統
CAS號：1314-23-4
MDL號：MFCD00011310
EINECS號：215-227-2
RTECS號：ZH8800000
BRN號：暫無
PubChem號：暫無
物性數據
1. 性狀：天然有斜鋯石、鋯氧石及綠鋯石。斜鋯石型為帶黃白色的單斜晶體。
2. 相對密度：5.89
3. 熔點（oC）：2700
4. 沸點（oC,常壓）：4300
5. 閃點（oC）：5000
6. 溶解性：不溶于水，能溶于熱濃硫酸、氫氟酸。鋯氧石型的，在1000oC以上為等軸晶系的無色晶體，相對密度5.6，熔點2715oC，能溶于水、硫酸、氫氟酸。于堿共熔生產鋯酸鹽，化學性質穩定。
毒理學數據
無毒。有刺激性
生態學數據
通常來說對水是無害的，若無政府許可，勿將材料排入周圍環境。
分子結構數據
1、摩爾折射率：無可用的
2、摩爾體積（cm3/mol）：無可用的
3、等張比容（90.2K）：無可用的
4、表面張力（dyne/cm）：無可用的
5、介電常數：無可用的
6、極化率（10-24cm3）：無可用的
7、單一同位素質量：121.894531 Da
8、標稱質量：122 Da
9、平均質量：123.2228 Da
計算化學數據
1.疏水參數計算參考值（XlogP）:無
2.氫鍵供體數量:0
3.氫鍵受體數量:2
4.可旋轉化學鍵數量:0
5.互變異構體數量:無
6.拓撲分子極性表面積34.1
7.重原子數量:3
8.表面電荷:0
9.復雜度:18.3
10.同位素原子數量:0
11.確定原子立構中心數量:0
12.不確定原子立構中心數量:0
13.確定化學鍵立構中心數量:0
14.不確定化學鍵立構中心數量:0
15.共價鍵單元數量:1
性質與穩定性
3.其晶型有多種變體，低溫時為單斜晶系，高溫時為四方晶型，更高溫為立方晶型。單斜晶型加熱到1170℃轉變為四方晶型，再加熱至2370℃則轉變成立方晶型。溶于硫酸、氫氟酸。具有良好的熱化學穩定性、高溫導電性及較好的高溫強度和韌性。
4.氧化鋯纖維是一種多晶質耐火纖維材料。 相對密度5.6～6.9。化學穩定性及抗氧化性能好，熱導率小，具有抗沖擊性、可燒結性等。由于ZrO2物質本身的高熔點、不氧化和其他高溫優良特性，使得ZrO2纖維具有比氧化鋁纖維、莫來石纖維、硅酸鋁纖維等其他耐火纖維品種更高的使用溫度。氧化鋯纖維在1500℃以上超高溫氧化氣氛下長期使用，最高使用溫度高達2200℃，甚至到2500℃仍可保持完整的纖維形狀，并且高溫化學性質穩定、耐腐蝕、抗氧化、抗熱震、不揮發、無污染，是目前國際上最頂尖的一種耐火纖維材料。 ZrO2的耐酸堿腐蝕能力大大強于SiO2和Al2O3。不溶于水，溶于硫酸及氫氟酸；微溶于鹽酸和硝酸。能與堿共熔生成鋯酸鹽。
貯存方法
應貯存于干燥庫房中，不可與強堿類物品共貯混運。
合成方法
氧化鋯纖維：以乙酰丙酮、氧氯化鋯為主要原料合成前驅體乙酰丙酮合鋯聚合物，將其溶于甲醇獲得紡絲液，利用干法紡絲獲得連續前驅體纖維，熱處理燒結獲得氧化鋯連續纖維。
2.取相當于4g Zr的氟鋯酸鉀（K2ZrF6）置于鉑皿中，放入5mL純制過的氫氟酸和15mL特純硫酸在石墨板上加熱溶解，待溶解完全后繼續加熱至發生SO3 時取下，用熱的三次蒸餾水浸出并將浸出液注入1L燒杯中，加入三次蒸餾水至溶液體積達600～800mL，煮沸使溶液澄清（不澄清時應當過濾），取下，冷卻后，向溶液中滴加純制氨水使Zr呈四氫氧化鋯形式沉淀出來，用3號玻璃濾器抽濾析出的沉淀，并用三次蒸餾水洗到無(NH4)2SO4為止。將洗好的氫氧化鋯置于200mL燒杯中，用50mL純制濃鹽酸溶解。溶解液分為兩部分各置于1L燒杯中，按下法沉淀：加入400mL 16%的苦杏仁酸溶液，120mL純制濃HCl，三次蒸餾水使溶液體積為900mL，在80～85℃下加熱20～40mn，此時生成苦杏仁酸鋯沉淀。用3號玻璃濾器抽濾沉淀，用2%的苦杏仁酸洗液洗滌5～6次，將洗好的沉淀置于鉑皿中，在電爐上烘干、灰化，然后在馬弗爐中900℃下灼燒1～2h，取出冷卻后即得到提純的氧化鋯。用本法提純制備的ZrO2，可用作光譜分析的基體和標準。其中Fe、Al、Ca、Mg等主要常見元素含量均在0.001%以下。
另外，還可以將易提純的鋯化合物熱分解或氧化分解，以制備高純氧化鋯。
1將氧氯化鋯(ZrCl2O·8H2O)用鹽酸或甲醇重結晶，經高溫煅燒，制得成品。
2將四烷氧基鋯蒸餾提純，其蒸氣在350～500℃分解，得成品。
3將四氯化鋯蒸餾提純，其蒸氣與過量氧氣在1200℃反應，得二氧化鋯。
5.浸漬法 先將黏膠絲或整個織物長時間浸泡在氫氧化鋯溶液中，使黏膠纖維溶脹，然后經熱解、煅燒即得到具有一定拉伸強度的氧化鋯纖維。
6.膠體法 在氧化鋯溶液中，加入二氧化硅溶膠配成膠體溶液，經噴吹、拉絲法成型，經干燥后燒結成纖維。
7.溶膠-凝膠法 在鋯醇［ＺｒＯ（Ｃ３Ｈ７）４］中加入醇和水，再加入催化劑，經充分混合后，開始分解，放置使其膠化及成黏稠液體，選擇適當黏度，進行干燥再加熱至500～1000℃，高溫度纖維化燒成即得產品。
用途
1.氧化鋯：主要用于壓電陶瓷制品，日用陶瓷，耐火材料及貴重金屬熔煉用的鋯磚、鋯管、坩堝等。也用于生產鋼及有色金屬、光學玻璃和二氧化鋯纖維。可作為高效的高溫隔熱材料。
2.氧化鋯纖維：在航空航天、國防軍工、原子能等領域，用來超高溫隔熱防護材料和陶瓷基復合增強材料；在陶瓷燒結、金屬冶煉、高溫分解、半導體制造、石英熔融等領域，用來制造耐高于1500℃以上高溫的超高溫工業窯爐、超高溫實驗電爐和其他超高溫加熱裝置等；還可作為高溫過濾材料和高溫反應催化劑載體以及用作塑料、橡膠、乳膠等的惰性填充劑。
3.用作塑料、橡膠、乳膠等的惰性填充劑、增量劑。適用于膠管、膠帶、模壓制品、擠出制品和鞋類等。也用作環氧膠黏劑及密封膠的填充劑。也是制造陶瓷、搪瓷和玻璃器皿的常用原料。
4.用于制造功能陶瓷和結構陶瓷，或作研磨材料。
5.因其折射率大、熔點高、耐蝕性強，故用于窯業原料。壓電陶瓷制品有濾波器、揚聲器超聲波水聲探測器等。還有日用陶瓷 （ 工業陶瓷釉藥） 、耐火材料、貴重金屬熔煉用的鋯磚及鋯管等。還用于鋼、有色金屬、光學玻璃、二氧化鋯纖維、化妝品中作顏料。
安全信息
危險運輸編碼：UN 1993 3/PG 3
危險品標志：
刺激
危險標識：R36/37/38
文獻
暫無
備注
暫無
表征圖譜
快速導航
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