物理性質(zhì):
外觀:通常狀況下為白色無臭無味的晶體或粉末。
密度:相對(duì)密度為 5.85 左右,不同的制備方法和條件可能會(huì)使密度略有差異。
熔點(diǎn):約為 2700℃,是已知氧化物中熔點(diǎn)較高的物質(zhì)之一,具有良好的耐高溫性能。
沸點(diǎn):約為 4300℃,高溫下也能保持穩(wěn)定。
硬度:硬度高,僅次于金剛石,具有良好的耐磨性和耐刮擦性,這使得它在制造耐磨工具、機(jī)械部件等方面具有應(yīng)用價(jià)值。
化學(xué)性質(zhì):
穩(wěn)定性:化學(xué)性質(zhì)較為穩(wěn)定,一般情況下不易與其他化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),但在特定條件下會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
兩性氧化物特性:二氧化鋯是一種兩性氧化物,既可以與酸反應(yīng),也可以與堿反應(yīng)。例如,與堿共熔可形成鋯酸鹽,但鋯酸鹽遇水容易水解為 ZrO??xH?O 而沉淀;輕度灼燒所得的二氧化鋯比較容易被無機(jī)酸溶解,強(qiáng)熱灼燒所得的二氧化鋯只溶于濃硫酸和氫氟酸,經(jīng)過熔融重結(jié)晶的二氧化鋯只與氫氟酸作用。
氧化還原特性:二氧化鋯表面具有一定的氧化還原性,這一特性使其在某些催化反應(yīng)中具有應(yīng)用潛力。
晶型結(jié)構(gòu):二氧化鋯存在三種晶型,分別是單斜(m-ZrO?)、立方(c-ZrO?)和四方(t-ZrO?)。這三種晶型在不同的溫度條件下可以相互轉(zhuǎn)化,并且晶型的轉(zhuǎn)變會(huì)伴隨著體積的變化。這種特性使得二氧化鋯在陶瓷增韌、熱障涂層等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用。
應(yīng)用領(lǐng)域:
耐火材料:由于其高熔點(diǎn)、不氧化和其他高溫優(yōu)良特性,可用于制造耐火磚、坩堝等,在高溫工業(yè)生產(chǎn)中起到重要的作用。
陶瓷材料:是發(fā)展迅速的特種陶瓷的重要原料,可用于生產(chǎn)高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、電子陶瓷等,如用于制造陶瓷刀具、陶瓷軸承等,具有高硬度、高強(qiáng)度和耐高溫的性能。
研磨材料:可作為研磨材料,用于制造研磨工具、砂輪等,利用其高硬度對(duì)其他材料進(jìn)行研磨和加工。
工業(yè)領(lǐng)域:
醫(yī)學(xué)領(lǐng)域:具有良好的生物相容性,被廣泛應(yīng)用于制造生物醫(yī)學(xué)材料,如人工關(guān)節(jié)、牙齒種植體、牙科烤瓷牙等,能夠與人體組織良好地相容,減少排異反應(yīng)。
電子領(lǐng)域:可以作為固體電解質(zhì)用于制造燃料電池和鋰電池等;還可以作為電容器和壓敏電阻器的材料,提高電子設(shè)備的性能和穩(wěn)定性。
光學(xué)領(lǐng)域:其高折射率和低色散性能使其可用于制造高折射率透鏡、光學(xué)涂層等光學(xué)元件7。
催化劑領(lǐng)域:是一種重要的催化劑和載體材料,具有良好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性,可用于各種催化反應(yīng),如汽車尾氣凈化等。
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