циркония диоксид

ЦИРКОНИЯ ДИОКСИД ZrO₂

бесцветные кристаллы; до 1172 °C существует моноклинная модификация (а = 0,5169 нм, b = 0,5232 нм, с = 0,5341 нм, β= 80,75°, пространственная группа P2₁3, плотн. 5,85 г/см³), в интервале 1172–2347 °C — тетрагон. (а = 0,5085 нм, с = 0,5166 нм, плотн. 6,16 г/см³), выше 2347 °C — кубич. (а = 0,51 нм, пространственная группа Fт3т), полиморфных переходов соотв. 8,4 и 13 кДж/моль; кубич. фаза м. о. стабилизирована при низких температурах созданием вакансий в анионной подрешетке путем растворения ZrN, MgO, CaO, Y₂O₃ и др.; т. пл. 2710 °C, т. кип. ок. 4500 °C; 55,92 Дж/(моль∙К); 90 кДж/моль, 780 кДж/моль (0 К), −1100,3 кДж/моль; 50,39 Дж/(моль∙К); температурный коэф. линейного расширения моноклинной фазы 7∙10⁻⁶ К⁻¹, тетрагон. фазы l,28∙10⁻⁵ К⁻¹; кубич. фаза имеет высокую электрич. проводимость (по ионам О²⁻).

Ц. д. не раств. в воде, раств. в горячих конц. растворах H₂SO₄, HF. Выше 300 °C взаимод. с CCl₄, COCl₂, выше 400 °C — с HF и F₂, выше 600 °C в присутствии С — с Cl₂, выше 1400 °C — с С. При нагр. реагирует с оксидами, гидроксидами и карбонатами одно- и двухвалентных металлов, образуя тв. растворы или цирконаты (см. цирконий). С ZrF₄ дает многочисленные окси-фториды.

Получают Ц. д. гидролизом ZrCl₄ взаимод. ZrSiO₄ или продуктов его термич. разложения в плазме с раствором NaOH.

Ц. д. (моноклинный) встречается в природе в виде минерала бадделеита. Ок. 10 тыс. т прир. Ц. д. в год добывается в ЮАР.

Ц. д. — компонент керамики (кубич. фаза, стабилизированная добавками Y₂O₃ или др. оксидов), композитов, стекол, эмалей, абразивных порошков, высокотемпературных электродов (энергетич. установки, датчики концентраций O₂ в жидких металлах). Его используют как подложки и диэлектрич. слои в электронных приборах, как противоотражат. покрытия оптич. приборов, защитные покрытия, износостойкие покрытия деталей приборов, огнеупорный материал для авиац. и ракетных двигателей, компонент многослойных покрытий лазерных зеркал и разделителей лучей, исходное сырье и промежут. продукт при получении Zr или его соединений. В виде монокристаллов — лазерный материал, имитатор бриллиантов (фианит).

_{Э. Г. Раков}