二氧化锆 Zirconium dioxide
物竞编号 095G
分子式 ZrO2
分子量 123.22
标签 Zirconium(IV) oxide, 高纯化合物, 无机纤维, 催化剂, 洗涤剂

编号系统

CAS号：1314-23-4

MDL号：MFCD00011310

EINECS号：215-227-2

RTECS号：ZH8800000

BRN号：暂无

PubChem号：暂无

物性数据

1.       性状：天然有斜锆石、锆氧石及绿锆石。斜锆石型为带黄白色的单斜晶体。

2.       相对密度：5.89

3.       熔点（ºC）：2700

4.       沸点（ºC,常压）：4300

5.       闪点（ºC）：5000

6.       溶解性：不溶于水，能溶于热浓硫酸、氢氟酸。锆氧石型的，在1000ºC以上为等轴晶系的无色晶体，相对密度5.6，熔点2715ºC，能溶于水、硫酸、氢氟酸。于碱共熔生产锆酸盐，化学性质稳定。

毒理学数据

无毒。有刺激性

生态学数据

通常来说对水是无害的，若无政府许可，勿将材料排入周围环境。

分子结构数据

1、摩尔折射率：无可用的

2、摩尔体积（cm3/mol）：无可用的

3、等张比容（90.2K）：无可用的

4、表面张力（dyne/cm）：无可用的

5、介电常数：无可用的

6、极化率（10-24cm3）：无可用的

7、单一同位素质量：121.894531 Da

8、标称质量：122 Da

9、平均质量：123.2228 Da

计算化学数据

1.疏水参数计算参考值（XlogP）:无

2.氢键供体数量:0

3.氢键受体数量:2

4.可旋转化学键数量:0

5.互变异构体数量:无

6.拓扑分子极性表面积34.1

7.重原子数量:3

8.表面电荷:0

9.复杂度:18.3

10.同位素原子数量:0

11.确定原子立构中心数量:0

12.不确定原子立构中心数量:0

13.确定化学键立构中心数量:0

14.不确定化学键立构中心数量:0

15.共价键单元数量:1

性质与稳定性

1.如果遵照规格使用和储存则不会分解，未有已知危险反应，避免酸。不溶于水，溶于热浓氢氟酸、硫酸。与碱共熔可生成相应的锆酸盐。化学性质稳定。
2.氧化锆纤维是以ZrO2为主成分的新的结晶质无机纤维材料。良好的化学稳定性及抗氧化性，抗冲击性、可烧结性能优良

3.其晶型有多种变体，低温时为单斜晶系，高温时为四方晶型，更高温为立方晶型。单斜晶型加热到1170℃转变为四方晶型，再加热至2370℃则转变成立方晶型。溶于硫酸、氢氟酸。具有良好的热化学稳定性、高温导电性及较好的高温强度和韧性。

4.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。


贮存方法

应贮存于干燥库房中，不可与强碱类物品共贮混运。 

合成方法

1.法氯氧化锆热解法锆英石与烧碱在650℃熔融，热水浸出熔融体，硅呈硅酸钠形态与锆酸钠分离。再用硫酸处理，得硫酸锆溶液，进一步除杂质后加氨水，沉淀出氢氧化锆。加盐酸溶解氢氧化锆，得到氯氧化锆，经蒸发浓缩、冷却结晶、粉碎、焙烧，即得二氧化锆成品。
溶胶凝胶法
在锆的醇盐如ZrO(C3H7）4中加入醇和水，再加入酸作催化剂进行混合，开始进行加水分解反应，最后形成溶胶，然后进行聚合反应成为凝胶。该凝胶为黏稠的液体，选择适当的黏度进行干燥纺丝，纤维化成一次纤维。进一步在500～1000℃高温下加热，进行无机化处理，制得氧化锆纤维产品。

氧化锆纤维：以乙酰丙酮、氧氯化锆为主要原料合成前驱体乙酰丙酮合锆聚合物，将其溶于甲醇获得纺丝液，利用干法纺丝获得连续前驱体纤维，热处理烧结获得氧化锆连续纤维。

2.取相当于4g Zr的氟锆酸钾（K2ZrF6）置于铂皿中，放入5mL纯制过的氢氟酸和15mL特纯硫酸在石墨板上加热溶解，待溶解完全后继续加热至发生SO3 时取下，用热的三次蒸馏水浸出并将浸出液注入1L烧杯中，加入三次蒸馏水至溶液体积达600～800mL，煮沸使溶液澄清（不澄清时应当过滤），取下，冷却后，向溶液中滴加纯制氨水使Zr呈四氢氧化锆形式沉淀出来，用3号玻璃滤器抽滤析出的沉淀，并用三次蒸馏水洗到无(NH4)2SO4为止。将洗好的氢氧化锆置于200mL烧杯中，用50mL纯制浓盐酸溶解。溶解液分为两部分各置于1L烧杯中，按下法沉淀：加入400mL 16%的苦杏仁酸溶液，120mL纯制浓HCl，三次蒸馏水使溶液体积为900mL，在80～85℃下加热20～40mn，此时生成苦杏仁酸锆沉淀。用3号玻璃滤器抽滤沉淀，用2%的苦杏仁酸洗液洗涤5～6次，将洗好的沉淀置于铂皿中，在电炉上烘干、灰化，然后在马弗炉中900℃下灼烧1～2h，取出冷却后即得到提纯的氧化锆。用本法提纯制备的ZrO2，可用作光谱分析的基体和标准。其中Fe、Al、Ca、Mg等主要常见元素含量均在0.001%以下。

另外，还可以将易提纯的锆化合物热分解或氧化分解，以制备高纯氧化锆。

1将氧氯化锆(ZrCl2O·8H2O)用盐酸或甲醇重结晶，经高温煅烧，制得成品。

2将四烷氧基锆蒸馏提纯，其蒸气在350～500℃分解，得成品。

3将四氯化锆蒸馏提纯，其蒸气与过量氧气在1200℃反应，得二氧化锆。

4.挤压法　将氧化锆溶胶或氧化锆粒子和增稠剂制成坯，利用液压或利用螺旋绞刀的推进作用将坯料从机型口挤出并成细丝，再经烧结固化即成纤维。该法制得的纤维较粗，纤维的强度也较低。
5.浸渍法　先将黏胶丝或整个织物长时间浸泡在氢氧化锆溶液中，使黏胶纤维溶胀，然后经热解、煅烧即得到具有一定拉伸强度的氧化锆纤维。
6.胶体法　在氧化锆溶液中，加入二氧化硅溶胶配成胶体溶液，经喷吹、拉丝法成型，经干燥后烧结成纤维。
7.溶胶-凝胶法　在锆醇［ＺｒＯ（Ｃ３Ｈ７）４］中加入醇和水，再加入催化剂，经充分混合后，开始分解，放置使其胶化及成黏稠液体，选择适当黏度，进行干燥再加热至500～1000℃，高温度纤维化烧成即得产品。
8.水解法　以氧氯化锆为原料水解制备高纯超细二氧化锆，反应式如下。
将0.2～0.3mol/L的高纯氧氯化锆溶液加去离子水水解，并长时间煮沸氧氯化锆溶液，使水解生成的氯化氢不断蒸发除去，水解反应在沸腾下进行50h以上，再过滤，用去离子水洗、干燥、煅烧粉碎，制得产品。
9.高温水解法　将1mol/L的高纯氧氯化锆溶液喷入温度为1000℃的分解炉中，微小的氧氯化锆液滴先是水分蒸发，然后水解生成二氧化锆。分解后的二氧化锆经旋风分离器收集，再经酸洗、水洗、烘干，得产品。
醇盐水解法　以四氯化锆、氨和丙醇为原料制备高纯超细二氧化锆，反应式如下。
在苯溶剂存在下将高纯四氯化锆和丙醇、氨于５℃反应制得锆醇盐，经过滤分离除去氯化铵，再加水水解沉淀、过滤，于小于100℃干燥、煅烧、粉碎得产品，水解条件直接影响产品粒径、形状和凝聚状况。该法可制得粒子大小和形状均匀、结构相单一的ＺｔＯ２。

用途

1.氧化锆：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。可作为高效的高温隔热材料。

2.氧化锆纤维：在航空航天、国防军工、原子能等领域，用来超高温隔热防护材料和陶瓷基复合增强材料；在陶瓷烧结、金属冶炼、高温分解、半导体制造、石英熔融等领域，用来制造耐高于1500℃以上高温的超高温工业窑炉、超高温实验电炉和其他超高温加热装置等；还可作为高温过滤材料和高温反应催化剂载体以及用作塑料、橡胶、乳胶等的惰性填充剂。

3.用作塑料、橡胶、乳胶等的惰性填充剂、增量剂。适用于胶管、胶带、模压制品、挤出制品和鞋类等。也用作环氧胶黏剂及密封胶的填充剂。也是制造陶瓷、搪瓷和玻璃器皿的常用原料。

4.用于制造功能陶瓷和结构陶瓷，或作研磨材料。

5.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。

安全信息

危险运输编码：UN 1993 3/PG 3

危险品标志：刺激

安全标识：S26 S36

危险标识：R36/37/38

文献

暂无

备注

暂无

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