二氧化鋯是一種很的高科技生物材料。生物相容性好,優(yōu)于各種金屬合金,包括黃金。二氧化鋯對牙齦無、無反應,很適合應用于口腔,避免了金屬在口腔內(nèi)產(chǎn)生的、、腐蝕等不良反應。
氧化鋯性能具體有哪些:
1、熔點高:氧化鋯的熔點為2715℃,較高的熔點以及化學惰性使氧化鋯可作為較好的耐火材料;
2、硬度大、耐磨性好:氧化鋯陶瓷具有較大的硬度和較好的耐磨性;而從具體數(shù)據(jù)來看,氧化鋯陶瓷莫氏硬度在8.5左右,非常接近藍寶石9的莫氏硬度,而聚碳酸酯的莫氏硬度只有3.0,鋼化玻璃的莫氏硬度5.5,鋁鎂合金的莫氏硬度6.0;
3、低熱導率、低膨脹系數(shù):氧化鋯的熱導率在常見陶瓷材料中較低,熱膨脹系數(shù)與金屬接近。因此,氧化鋯陶瓷適宜做結構陶瓷材料,如氧化鋯陶瓷手機外觀結構件。
氧化鋯熔點2700℃,莫氏硬度7,有兩種變體,1000℃以下為單斜晶系(密度5.68g/cm3),1000℃時生成四方晶系(密度6.10g/cm3),此晶型轉變?yōu)榭赡孓D變,冷卻過程中晶型轉化時伴有7%的體積膨脹,可導致制品開裂;加入穩(wěn)定劑與Zr02生成立方晶系固溶體,可消除由上述晶型轉化帶來的體積膨脹。
氧化鋯熱導率低,線膨脹系數(shù)大,高溫結構強度高,1000℃時耐壓強度可達1200~1400MPa;導電性好,具有負的電阻溫度系數(shù),電阻率1000℃時104Ω·cm,1700℃時6~7Ω·cm;化學穩(wěn)定性好,2000℃以下對多種熔融金屬、硅酸鹽、玻璃等不起作用;苛性堿、碳酸鹽和各種酸(濃硫酸和氫氟酸除外)的溶液與氧化鋯不起作用。
性質(zhì)鋯的原子量為91.22。外層電子結構為ztdz5s。。熔點1852℃。沸點4400℃。密度6.49g/cm3(20℃)。鋯鐵系相圖見一FN。鋯與鐵生成穩(wěn)定的化合物FeZr2(45.1%zr),熔點1650℃,F(xiàn)e—Zr系內(nèi)有兩個共晶體。在16%Zr時共晶熔點為1330℃;在84%Zr時共晶熔點約為940℃。鋯與硅生成多種硅化鋯。有Zr:Si(Si13.65%),ZrSi3(Si15.55%),ZrSi(Si23.55%)和ZrSi2(si38.12%)等。商品鋯硅鐵的密度約3.5g/cm3,熔化溫度范圍為1260~1345℃。
鋯鐵是由鋯與鐵及硅、鋁等元素組成的鐵合金。煉鋼用的鋯鐵是鋯硅鐵,含Zr15%~45%,Si30%~65%。用鋁熱法生產(chǎn)的則因含鋁故稱鋯鋁鐵,含Zr>15%。
1789年德國克拉普羅特(M.H.Klaproth)發(fā)現(xiàn)了一種新的氧化物,取名叫“Zircomia’。1824年瑞典貝采利厄斯(J.J.Berzelius)用鉀還原K2ZrF6的方法,制出鋯。1923年美國鋼廠進行了用鋯硅鐵做脫氧劑的試驗,取得良好效果。之后開始用金屬熱法生產(chǎn)出鋯硅鐵和鋯鋁鐵。中國南京合金廠,于1987年試制出鋯硅鐵,含Zr20%~40%,Si45%~55%;用作煉鋼脫氧劑。
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