化学性质化学式ZrO2。存在于天然的二氧化锆矿中。二氧化锆为白色晶体;熔点约 2700℃,沸点约 5000℃,密度5.89克/厘米3。由灼烧二氧化锆水合物或挥发性含氧酸锆盐所得的二氧化锆为白色粉末,不溶于水;经由轻度灼烧所得的二氧化锆,比较容易被无机酸溶解;强热灼烧所得的二氧化锆只溶于浓硫酸和氢氟酸;经过熔融重结晶的二氧化锆只与氢氟酸作用。二氧化锆是一种两性氧化物,与碱共熔可形成锆酸盐,但锆酸盐遇水容易水解为ZrO2·xH2O而沉淀。二氧化锆与碳和氯气高温反应,或者与四氯化碳反应,生成四氯化锆及二氯氧化锆,水解又得到二氧化锆。它在电弧中与碳作用生成碳化锆。二氧化锆在加热时发出强烈的白光,曾用作灯丝和汽油灯的网罩。熔融后的二氧化锆很硬,热膨胀系数很小,用它制作的搪瓷不会因温度骤变而破裂。二氧化锆还可做高温坩埚、耐火器皿和炉衬。还有一些二氧化锆使用在了口腔医院的义齿上,其坚固耐用也深受好评。掺有氧化镁的二氧化锆可用于制造高温玻璃。
用途
白热煤气灯罩、搪瓷、白色玻璃、耐火坩埚等的制造。X射线照相。研磨材料。与钇一起用以制造红外线光谱仪中的光源灯,厚膜电路电容材料,压电晶体换能器配方。
纳米级氧化锆用作抛光剂、磨粒、压电陶瓷、精密陶瓷、陶瓷釉料和高温颜料的基质材料。
用于制金属锆和锆化合物、制耐火砖和坩锅、高频陶瓷、研磨材料、陶瓷颜料和锆酸盐等主要用于压电陶瓷制品、日用陶瓷、耐火材料及贵重金属熔炼用的锆砖、锆管、坩埚等。也用于生产钢及有色金属、光学玻璃和二氧化锆纤维。还用于陶瓷颜料、静电涂料及烤漆。用于环氧树脂中可增加耐热盐水的腐蚀。
氧化锆纤维是一种多晶质耐火纤维材料。 相对密度5.6~6.9。化学稳定性及抗氧化性能好,热导率小,具有抗冲击性、可烧结性等。由于ZrO2物质本身的高熔点、不氧化和其他高温优良特性,使得ZrO2纤维具有比氧化铝纤维、莫来石纤维、硅酸铝纤维等其他耐火纤维品种更高的使用温度。氧化锆纤维在1500℃以上超高温氧化气氛下长期使用,最高使用温度高达2200℃,甚至到2500℃仍可保持完整的纤维形状,并且高温化学性质稳定、耐腐蚀、抗氧化、抗热震、不挥发、无污染,是目前国际上最顶尖的一种耐火纤维材料。 ZrO2的耐酸碱腐蚀能力大大强于SiO2和Al2O3。不溶于水,溶于硫酸及氢氟酸;微溶于盐酸和硝酸。能与碱共熔生成锆酸盐。
等离子喷涂二氧化锆热障涂层在航空及工业用燃气轮机上的应用已有很大进展,在一定限度内已经用于燃气轮机的涡轮部分。由于这种涂层可以降低气冷高温部件的温度50~200℃,因此可以显著地改善高温部件的耐久性,或者容许提高燃气温度或减少冷却气体的需用量而保持高温部件目前所承受的温度不变,从而提高发动机的效率。
因其折射率大、熔点高、耐蚀性强,故用于窑业原料。压电陶瓷制品有滤波器、扬声器超声波水声探测器等。还有日用陶瓷 ( 工业陶瓷釉药) 、耐火材料、贵重金属熔炼用的锆砖及锆管等。还用于钢、有色金属、光学玻璃、二氧化锆纤维、化妆品中作颜料。