物理性质:
外观:通常状况下为白色无臭无味的晶体或粉末。
密度:相对密度为 5.85 左右,不同的制备方法和条件可能会使密度略有差异。
熔点:约为 2700℃,是已知氧化物中熔点较高的物质之一,具有良好的耐高温性能。
沸点:约为 4300℃,高温下也能保持稳定。
硬度:硬度高,仅次于金刚石,具有良好的耐磨性和耐刮擦性,这使得它在制造耐磨工具、机械部件等方面具有应用价值。
化学性质:
稳定性:化学性质较为稳定,一般情况下不易与其他化学物质发生反应,但在特定条件下会发生化学反应。
两性氧化物特性:二氧化锆是一种两性氧化物,既可以与酸反应,也可以与碱反应。例如,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;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。
氧化还原特性:二氧化锆表面具有一定的氧化还原性,这一特性使其在某些催化反应中具有应用潜力。
晶型结构:二氧化锆存在三种晶型,分别是单斜(m-ZrO₂)、立方(c-ZrO₂)和四方(t-ZrO₂)。这三种晶型在不同的温度条件下可以相互转化,并且晶型的转变会伴随着体积的变化。这种特性使得二氧化锆在陶瓷增韧、热障涂层等领域具有重要的应用。
应用领域:
耐火材料:由于其高熔点、不氧化和其他高温优良特性,可用于制造耐火砖、坩埚等,在高温工业生产中起到重要的作用。
陶瓷材料:是发展迅速的特种陶瓷的重要原料,可用于生产高温结构陶瓷、电子陶瓷等,如用于制造陶瓷刀具、陶瓷轴承等,具有高硬度、高强度和耐高温的性能。
研磨材料:可作为研磨材料,用于制造研磨工具、砂轮等,利用其高硬度对其他材料进行研磨和加工。
工业领域:
医学领域:具有良好的生物相容性,被广泛应用于制造生物医学材料,如人工关节、牙齿种植体、牙科烤瓷牙等,能够与人体组织良好地相容,减少排异反应。
电子领域:可以作为固体电解质用于制造燃料电池和锂电池等;还可以作为电容器和压敏电阻器的材料,提高电子设备的性能和稳定性。
光学领域:其高折射率和低色散性能使其可用于制造高折射率透镜、光学涂层等光学元件7。
催化剂领域:是一种重要的催化剂和载体材料,具有良好的热稳定性和化学稳定性,可用于各种催化反应,如汽车尾气净化等。
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陈顺