Cirkónium-dioxid

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Cirkónium-dioxid
CZ brilliant.jpg
IUPAC-név Cirkónium-dioxid, Cirkónium(IV)-oxid
Más nevek Baddeleyit

C.I. Pigment White 12
C.I. 77990

Kémiai azonosítók
CAS-szám 1314-23-4
Kémiai és fizikai tulajdonságok
Kémiai képlet ZrO2
Moláris tömeg 123,22 g/mol
Megjelenés fehér, szilárd
Sűrűség 5,7 g/cm³ (20°C)[1] (Monoklin)
Olvadáspont 2680 °C[1]
Forráspont körülbelül 5000 °C[1]
Oldhatóság (vízben) gyakorlatilag oldhatatlan (kevesebb, mint 1 mg/l[1])
Termokémia
Std. képződési
entalpia
ΔfHo298
‒1080 kJ/mol
Standard moláris
entrópia
So298
50,3 J.K‒1.mol‒1
Veszélyek
EU osztályozás nincsenek veszélyességi szimbólumok[1]
R mondatok (nincs)[1]
S mondatok S22[1]
Rokon vegyületek
Azonos kation Cirkónium-diszulfid
Azonos anion Titán-dioxid; Hafnium-dioxid
Ha másként nem jelöljük, az adatok
az anyag standard állapotára vonatkoznak.
(25 °C, 100 kPa)

A cirkónium-dioxid (képlete ZrO2) egy szervetlen vegyület, a cirkónium oxidja. Fehér port vagy kis méretű kristályokat alkot. A kristályai monoklin vagy négyzetes, magas hőmérsékleten pedig köbös rendszerűek lehetnek. A tiszta cirkónium-dioxid az elektromos áramot nem vezeti, de ha ritkaföldfémek oxidjaival keverik össze és magasabb hőmérsékletre hevítik, vezetővé válik. Ha áramot vezet, erős fehér fényt bocsát ki. Természetben előforduló ásványa a baddeleyit, másképpen cirkónia.

Kémiai tulajdonságai[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A savas jellegű titán-dioxiddal szemben a cirkónium-dioxid inkább bázisos jellemű vegyület. Kémiailag igen ellenálló, csak a hidrogén-fluorid és a forró, tömény kénsav oldja fel. Ha a cirkónium-dioxidot alkálifémek hidroxidjaival vagy karbonátjaival olvasztják össze, akkor alkáli-cirkonátokká alakul. Ezek a vegyületek híg savakban feloldódnak.

Előfordulása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A természetben megtalálható ásványként, az ásvány neve baddeleyit.

Előállítása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Szintetikusan előállítható a cirkónium-hidroxid hevítésével. Cirkónium-dioxidot a legfontosabb ásványaiból, a cirkónhomokból és a cirkónföldből nyerik. A magas minőségű végtermék szempontjából a megfelelő szemcseméret és az anyag tisztasága nélkülözhetetlen.

Felhasználása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A cirkónium-dioxidot tűzálló edények készítésekor alkalmazzák. Erre a magas olvadáspontja és kémiai ellenállóképessége teszi alkalmassá. Felhasználják fényérzékeny festékek színállóvá tételére is, mert a színe nem változik látható és ultraibolya fény, illetve szerves anyagok hatására. Felhasználják még fehér zománc és tejüveg készítésére is. Az orvosi gyakorlatban röntgenvizsgálatok alkalmával a gyomor és a belek falának átlátszatlanná tételére használják, mivel a röntgensugarakat elnyeli és nem káros az emberi szervezetre.

Újabban a népszerű, élüket sokáig megtartó és nem korrodálódó kerámiakések gyártására használják.

Felhasználása kerámiaként[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Ahhoz, hogy a cirkóniumból kerámiát kapjunk, egy kémiai átalakulásnak kell bekövetkeznie. A kerámiák a definíció értelmében „égetett anyagok”. Az égetési folyamat oxidációhoz vezet. A cirkóniumból (Zr) oxigén felvétele mellett (O2) cirkónium-dioxid (ZrO2) jön létre, mely majdnem minden cirkóntermék alapját képezi. A mindennapi gyakorlatban a cirkónium-dioxid helyett a cirkon-oxid és cirkon szavak használatosak. A cirkónium-dioxidból készített teljes kerámiák további gyártási technikákat, CAD/CAM rendszereket igényelnek. Ezúton érhetik el azt a nagyfokú szilárdságot és törési rezisztenciát.

  • Amíg a fogzománc hajlítószilárdsága cca. 200 MPa, és a hagyományos, teljes porcelán borítókoronák hajlítószilárdsága 120–190 MPa között mozog, addig a cirkónium-oxid-alapú koronáké közel 1200 Mpa.
  • Fémmentes fogpótlások készítése cirkóniumvázzal. Az utóbbi évek technológiai fejlesztéseinek talán legjelentősebb lépése az ún. CAD/CAM rendszerek megjelenése a fogászatban. Lényege, hogy a preparált fogakról vett lenyomat alapján készülő minta adatait egy speciális szkenner letapogatja és a számítógépben rögzíti. Majd ezeket egy nemzetközi gyártó központba továbbítja az interneten keresztül és ott megkezdődik a fogpótlás cirkóniumvázának „legyártása”. A korona/híd végső formai kidolgozása már itthon történik, az orvos által megadott elvárások szerint. A cirkóniumváz szilárdságának köszönhetően ma már teljes körhidak is készíthetőek fémmentes megoldással. Egyetlen hátrányuk, hogy áruk jelentősen magasabb, mint a fémkerámia fogpótlás ára.

Esztétikai előnyük annak köszönhető, hogy a koronák, hidak nem tartalmaznak semmi fémet, így a fény terjedése a pótlásban és annak környezetében szinte azonos, mint a természetes fogakban. A fémtartalmú fogpótlások ezért mindig sokkal „élettelenebbek”, színük fényben a gondos színválasztás ellenére is túl „tömör” lehet. Típusai: in-lay, on-lay, kerámiahéj, telekerámia korona és cirkóniumvázas korona/híd.

  • Újabban kerámiakések pengéjeként is használják.

Források[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • Erdey-Grúz Tibor: Vegyszerismeret
  • Nyilasi János: Szervetlen kémia

Hivatkozások[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  1. ^ a b c d e f g A cirkónium-dioxid vegyülethez tartozó bejegyzés az IFA GESTIS adatbázisából. A hozzáférés dátuma: 2011. január 19. (JavaScript szükséges) (németül)