Содержание

Безметалловые зубные коронки на основании оксида циркония в «Стоматологической клинике доктора Лютикова»

16.03.2014 20:10

  • БЕЗМЕТАЛЛОВАЯ КОРОНКА НА ОСНОВЕ ДИОКСИДА ЦИРКОНИЯ (1 ЕДИНИЦА) от 20 000 rub 
  • БЕЗМЕТАЛЛОВАЯ КОРОНКА НА ОСНОВЕ ДИОКСИДА ЦИРКОНИЯ НА ИМПЛАНТАТЕ (включая стоимость абатмента) от 27 000 rub 

При протезировании зубов в нашей клинике уже давно и успешно применяются коронки из оксида циркония (диоксида циркония).  Мы гарантируем высочайшее качество и в тоже время стараемся сохранять максимально низкую цену на рынке аналогичных услуг в городе Иркутск.


 ЧТО ВЫБРАТЬ МЕТАЛЛОКЕРАМИКУ ИЛИ ЦИРКОНИЙ? 


В современной стоматологии коронки из металлокерамики постепенно вытесняются безметалловыми коронками на основании оксида циркония (диоксида циркония). У любого пациента встает естественный вопрос за что он должен переплачивать делая выбор в пользу коронки из «циркония», а не хорошо зарекомендовавшей себя металлокерамики. (Пока еще коронки из оксида циркония раза в два, а то и больше дороже металлокерамики). Для того, чтобы понять преимущества безметалловых керамических коронок на основе оксида циркония, внимательно проанализируйте данные таблицы: 

Сравнительная характеристика материалов для несъемного протезирования   

 

 

Металлокерамика
(недрагоценный металл)

Металлокерамика
(драгоценный металл)

Диоксид циркония

 Нет металла во рту

 
   

 Гипоаллергенность

     

 Естественная эстетика (по цвету и  прозрачности)

     

 Долговечность эстетики

     

 Здоровье десен

     

 Защита от кариеса под коронкой

     

 Защита зубов от реакции на холод /  тепло

     

 Компьютерная точность  конструирования и изготовления

     

Все преимущества безметалловых циркониевых зубных коронок идут от уникальных свойств самого материала – диоксида циркония, пусть Вас не смущает некоторая путаница в названиях самого материала безмелалловой коронки. Точное химическое название – цирконий диоксид или диоксид циркония, но в стоматологической практике нередко материал называют оксид циркония или даже просто цирконий.


Уникальность свойств оксида циркония (диоксида циркония) для изготовления зубных коронок 


Эстетика при протезировании зубов с использованием коронок из оксида циркония (диоксида циркония

)

  • Каркас коронки из оксида циркония — белый и обладает естественной прозрачностью.
  • Впервые подбор цвета осуществляется не только на уровне керамического покрытия, но на уровне каркаса. Это позволяет избежать эффекта просвечивания металла.
  • Для облицовки протеза используется высокопрочная керамика IPS e.max (Ivoclar Vivadent, Германия), обладающая светопроницаемостью, полупрозрачностью, широкой гаммой цветовых оттенков. Это позволяет создать коронки, неотличимые от естественных зубов. 

Биосовместимость при протезировании зубов с использованием коронок из оксида циркония (диоксида циркония)

Оксид циркония является гипоаллергенным материалом, и в вопросе биосовместимости значительно превосходит любые сплавы, включая золото. Благоприятные клинические результаты подтверждены гистологическими исследованими: после полугодового контакта с керамикой на основе оксида циркония в полости рта не выявлено никаких патологических изменений. 

Долговечность и удобство при восстановлении зубов с помощью коронок из оксида циркония (диоксида циркония) 

  • Толщина каркаса из оксида циркония — всего 0.4 мм. Это позволяет проводить минимальную обточку зубов, а сами коронки — значительно легче, чем металлокерамика.
  • В отличие от металла, оксид циркония не деформируется со временем.
  • Прочность оксида циркония превышает прочность металла. Как следствие, срок службы таких коронок увеличивается.
  • Высокая прочность позволяет создавать не только одиночные безметалловые коронки, но и протяженные мостовидные протезы, и даже устанавливать такие коронки на импланты в сочетании с керамическими аббатментами.

↓ примеры наших работ ↓



Применение оксида циркония в восстановлении зубов

  • Одиночные коронки
  • Мостовидные протезы
  • Виниры
  • Протезирование на имплантатах.

Протезирование безметалловой керамикой на оксиде циркония

Совсем ещё недавно коронки и мостовидные протезы на металлическом каркасе считались общепринятым стандартом и безальтернативным методом в современной стоматологии. К счастью теперь мы можем наслаждаться эстетикой и надёжностью реставраций на основе высокопрочных каркасов из оксида циркония.

Материал прочный, привлекательный, биосовместимый.

В стоматологии велись продолжительные исследования и поиски материалов, подходящих для протезирования зубов, которые эстетически приемлемы, имеют достаточную прочность и одновременно являются биосовместимыми – хорошо переносятся человеческим организмом. В течении многих лет керамические материалы, совмещённые с металлом использовались в стоматологических реставрациях – керамика для достижения эстетических целей, а металл обеспечивал прочность. Высокотехнологическое решение было найдено с внедрением оксида циркония. Керамика на оксиде циркония имеет высокий потенциал в дентальных реставрациях для обеспечения идеальной, потрясающий эстетики и гарантированной прочности.

Материал в 5 раз более прочный чем цельнокерамические реставрации. Почему прочность важна? В прошлом, большинство коронок и мостовидных протезов были металлокерамическими протезами. Эти реставрации, изготовленные на каркасе из металлического сплава, выглядели монохромными и непрозрачными с тёмно-серой линией десны.

Благодаря внедрению в стоматологию каркасов из оксида циркония, по прочности не уступающим металлическим каркасам,

стало возможным обеспечить естественную цветопередачу и все реставрации изготовленные на основе оксида циркония соответствуют внешнему виду и прозрачности натуральных зубов. Что касается оптического преломления, блеска и стабильности, оксид циркония очень похож на твёрдые ткани естественных зубов. Лучи света попадающие на поверхность искусственного зуба рассеиваются в направлении прилегающей десны в результате оптического преломления внутри облицовочной керамики. Этот процесс приводит к восприятию дёсен как живых и здоровых тканей. Преимущество этого восприятия обеспечиваются новым образом из-за отсутствия металлического каркаса, который мешает оптическому преломлению света в тоще коронки.

Таким образом, керамические коронки с каркасом из оксида циркония не отличаются по своим оптическим характеристикам от рядом стоящих естественных зубов. Каркас у оксида циркония обладает свойствами полупрозрачности и светопропускаемости, схожие с таковыми дентина зуба. Каркас может быть изготовлен под цвет дентина зуба, что делает его более похожим на натуральные ткани зуба.Циркониевый фрезерованный каркас моста.

Оксид циркония особенно подходит пациентам страдающим непереносимостью к определенным материалам и металлам. С точки зрения биосовместимости, такой тип безметалловых реставраций идеален. Преимущества в следующем:

  • безвредный состав (отсутствие оксида кремния)
  • очень низкая растворяемость,высокая стабильность по отношению к кислотам.
  • гладкая поверхность, препятствующая аккумуляции налёта.
  • абсолютная биоинертность по отношению к другим материалам в полости рта.
  • высокие теплоизоляционные свойства,позволяющие в полной мере наслаждаться приёмом холодной или горячей пищи или напитков

Кроме того, реставрации на оксиде циркония позволяют более щадящим образом обтачивать зубы. Благодаря исключительным прочностным характеристикам оксида циркония толщина каркаса и облицовочной керамики может быть меньше, чем толщина цельнокерамических реставраций. Таким образом ваш стоматолог при протезировании обеспечивает сохранение большего объёма здоровых тканей.

Когда не применяется оксид циркония?

Единственным противопоказанием к использованию конструкций на основе оксида циркония является выраженный глубокий прикус и бруксизм.

Диоксид циркония, Procera™

Восстановление целостности зубного ряда при помощи высокопрочных конструкций из диоксида циркония, изготовленных по технологии «Procera» с применением компьютерного моделирования.

  • Широкий выбор индивидуальных ортопедических компонентов при любых показаниях
  • Превосходные материалы и технологии производства для точной посадки и высокой безопасности
  • Новейшее программное обеспечение 3D и оптический сканер для максимальной функциональности
  • Эксклюзивная 5-летняя гарантия на качество материалов или отсутствие дефектов
  • Современные производственные центры для обеспечения высокого качества изготовления
  • Глобальная специализированная сеть, включающая 4000 зуботехнических лабораторий и клиник
  • Более 15 лет клинических исследований и практического применения

Система Procera — технология основанная на новейших технологиях сканирования, трехмерного моделирования и производства, – это полностью индивидуализированное зубное протезирование при идеально точном прилегании конструкций.

Модель зубного ряда пациента помещается в трехмерный сканер «Procera Forte»® , который с высокой точностью строит трехмерную модель препарированного зуба; затем зубной техник с использованием технологии CAD/CAM производит моделировку циркониевого каркаса, на который наносится керамическая масса. Смоделированный в компьютере каркас, оправляется в производство на завод по обработке циркония Nobel Biocare в Гетеборге (Швеция) через Internet. Спустя несколько дней

Конструкции Procera® обладают самой высокой прочностью среди аналогичных систем, представленных на рынке – свыше 1200 МПа (диоксид циркония), а также исключительно низкими показателями сколов и переломов реставраций (0–2,2 %). Максимальная протяженность мостовидного протеза составляет 14 единиц. Точность прилегания конструкций менее 40 микрон достигается благодаря моделированию и производству с применением современных CAD/CAM технологий.

Гарантом качества виниров, коронок и мостовидных конструкций является их промышленное изготовление на единственном в мире заводе PROCERA; Конструкции изготовленные по технологии Procera® отличаются:

  • Биологической совместимостью;
  • Высокой прочностью;
  • Практически неотличимы по цвету и прозрачности от натуральных зубов;
  • Не вызывает аллергических реакций;
  • эффективны при установке на импланты и естественные зубы.
  • Стойкостью цвета и формы, которые не меняются с течением времени;

«Идея технологии Procera состоит в использовании промышленных возможностей для изготовления точных и прочных изделий с учетом индивидуальных требований стоматологии» — говорит Маттс Андерссон, который разработал эту систему.

Первый пациент был вылечен с применением технологии Procera® в 1983 году. С тех пор лечение было оказано миллионам пациентов по всему миру.

Зубные коронки на основе диоксид циркония используются:

  • для восстановления единичного зуба;
  • для замены фронтальных и боковых зубов;
  • для изготовления мостовидных протезов;
  • для установки на зубные импланты.

Единственным минусом коронок на основе диоксида циркония является их высокая стоимость, которая обусловлена дорогостоящим материалом и сложным процессом изготовления коронки. Тем не менее, если сопоставить преимущества подобного метода восстановления зубов, то цена оказывается оправданной на сто процентов.

Диоксид циркония – великолепный результат

Диоксид циркония применяется в ортопедической стоматологии сравнительно недавно (около 15 лет), но успел завоевать доверие врачей-протезистов, эстетических стоматологов и зубных техников во всем мире. Этот материал характеризуется высокой прочностью на изгиб, отличается большими показателями жесткости и твердости. Это полностью биосовместимый материал, что очень важно при установке протезов в полость рта. Диоксид циркония подходит людям с аллергией и с такими плохо изученными реакциями на металлокерамические зубопротезные конструкции, как гальванизм. Диоксид циркония используется для изготовления съемных и несъемных зубопротезных конструкций. Плюсы этого материала – точность изготовленных конструкций, экологичность, натуральность внешнего вида; минусы — стоимость относительно конструкций из не драгоценных металлов.

Диоксид циркония часто называют оксид циркония. Это название верно по сути, но так как формула вещества — ZrO2, то есть на один атом циркона приходится два атома кислорода, то диоксид циркония – более правильное название.

Существует два подхода при использовании диоксида циркония в протезировании зубов. Рассмотрим их внимательнее.

Каркас из диоксида циркония

В этом варианте диоксид циркония используется как основа для керамической коронки, а потом на каркас наносится другая керамика, с помощью которой достигается эстетика, например, прессованная керамика E.max. При таком подходе можно сделать очень легкую конструкцию из керамики, которая легче металла, но сравнима с металлом по прочности. Сроки использования также сравнимы с каркасами из металла. Эстетичность керамических коронок на каркасе из диоксида циркония намного выше, чем у металлокерамических. 

Каркас из диоксида циркония техник может сделать любого цвета, что позволяет полностью имитировать внешний вид естественного зуба (при использовании металла в качестве каркаса под керамику у искусственных зубов может появляться сероватый оттенок, исключение – золотоплатиновые сплавы).

Коронки на каркасе из оксида циркония имеют прозрачность, как у естественных зубов, что особенно заметно в ультрафиолетовом свете на дискотеке, в клубе и т.п. Коронки на металлическом каркасе в таком свете могут выглядеть как черные провалы во рту.

Коронки из диоксида циркония

Второй вариант применения — изготовление керамической коронки полностью из диоксида циркония. Prettau — технология работы с диоксидом циркония от компании Zirkonzahn (Цирконцан) позволяющая готовить целиком дуги и готовые коронки, зачастую без дополнительной облицовки керамикой. 

На представленных фотографиях основа будущих протезов и окончательный вариант от специалистов Семейного стоматологического центра «Диал-Дент».


Эта технология часто используется многими специалистами по протезированию. Эстетика достигается нанесением на поверхность коронок специальных цветосодержащих составов. Красота такой коронки полностью зависит от опыта и мастерства зубного техника. Создать тонкую и эстетичную керамическую коронку может специалист, владеющий секретами технологии в полной мере. Именно такие специалисты работают в зуботехнической лаборатории «Диал-Дент».

Индивидуальные абатменты из диоксида циркония при протезировании на имплантах

При протезировании на имплантах керамическими коронками, из диоксида циркония изготавливаются абатменты – то, на что будет закрепляться коронка. Использование диоксида циркония повышает эстетичность коронок, так как сохраняется светопроводимость всей конструкции.


Технологии CAD/CAM при изготовлении каркасов и коронок из диоксида циркония

Современная технология CAD/CAM позволяет автоматизировать процесс изготовления каркаса или коронки. С зубов пациента снимается цифровой слепок или оцифровывается модель челюсти, выполненная на основании обычного слепка. На основаниии этих данных техник моделирует в специальной программе ортопедическую конструкцию. Фрезерный станок вырезает ортопедическую конструкцию из предварительно спеченной на заводе таблетки диоксида циркония. Далее, при необходимости, происходит окрашивание в требуемый цвет и окончательное спекание циркониевой конструкции. После этого на каркас из оксида циркония наносится керамическая облицовка и конструкция готова.

Пример фрезерованной коронки от специалистов «Диал-Дент»:

В разделе «Примеры работ» показаны реальные случаи комплексного лечения и протезирования и эстетического протезирования зубов от специалистов Семейного стоматологического центра «Диал-Дент».

Свойства диоксида циркония, производство и применение

Диоксид циркония , также известный как цирконий и оксид циркония , представляет собой кристаллический оксид металла, который нашел свое применение в керамической промышленности. Он характеризуется высокой термостойкостью, механической стойкостью и абразивными свойствами.

Впервые использованный в медицинской промышленности в 1969 году, диоксид циркония продемонстрировал исключительную биосовместимость с хорошими трибологическими свойствами, хорошей эстетикой и высокими механическими свойствами.Он преимущественно используется в стоматологических процедурах, таких как коронки из диоксида циркония и абатменты на основе циркония [1].

Одна из самых популярных его форм — кубический цирконий, кубическое кристаллическое соединение, бесцветное и механически прочное. Из-за своих оптически безупречных свойств он служит недорогой альтернативой бриллиантам в ювелирной промышленности.

Диоксид циркония не следует путать с цирконом (или силикат циркония), минералом, который также используется в керамической промышленности и огнеупорах.

Здесь вы узнаете о:

  • Что такое диоксид циркония
  • Свойства циркония
  • Как производится и обрабатывается диоксид циркония
  • Различные области применения, в которых цирконий превосходит

Процесс сверления зубов.

Что такое цирконий?

Цирконий представляет собой кристаллическое твердое вещество белого цвета, но может производиться в различных цветах для использования в качестве драгоценного камня, альтернативного алмазу, или в качестве керамических зубных коронок в медицинских целях.Естественно, он встречается в виде полупрозрачного (иногда прозрачного) минерала бадделеита — редкого минерала с моноклинно-призматической кристаллической структурой; то есть минерал, имеющий неравные векторы. Этот оксид циркония, также известный как «керамическая сталь» , химически инертен и считается одним из самых благоприятных реставрационных материалов благодаря своим превосходным механическим свойствам.

Из всех передовых керамических материалов цирконий обладает самой высокой ударной вязкостью и прочностью при комнатной температуре.При высоких температурах диоксид циркония может существенно измениться в объеме во время фазового превращения. В результате трудно получить стабильные продукты из диоксида циркония во время спекания, поэтому обычно требуется стабилизация диоксида циркония. Частично стабилизированный диоксид циркония (PSZ) добавляет к исключительным механическим свойствам и химической инертности высокий уровень химической стабильности даже в агрессивных средах. Он используется в качестве заменителя оксида алюминия в биомедицинских применениях, таких как зубные имплантаты, благодаря своим превосходным механическим свойствам и сравним с зубами с точки зрения механической прочности [2].Другие материалы, родственные PSZ, включают оксид циркония, стабилизированный оксидом иттрия (YSZ) , оксид циркония, стабилизированный кальцием (CSZ) , и оксид циркония, стабилизированный магнезией (MSZ) .

Свойства циркония

Исключительная прочность, ударная вязкость, биосовместимость, высокая усталостная прочность и износостойкость циркония

делают его оптимальным для применения в стоматологии. Цирконий (Zr), в частности, на самом деле является одним из двух наиболее часто используемых металлов в зубных имплантатах, наряду с титаном, поскольку они оба обладают очень хорошими физическими и химическими свойствами и позволяют расти остеобластам, клеткам, которые фактически формируют кости. [3].Вот список наиболее выдающихся физических и химических свойств диоксида циркония. Обратите внимание, что эти свойства достаточно высоки, чтобы позволить диоксид циркония быть эффективным материалом для многих применений, особенно для огнеупорных и стоматологических целей.

Высокая механическая стойкость

Диоксид циркония обладает высокой устойчивостью к растрескиванию (включая дальнейшее развитие трещин) и механическим воздействиям. Другие выдающиеся механические свойства диоксида циркония показаны в таблице ниже.

Высокая термостойкость и расширение

С температурой плавления 2700ºC и коэффициентом теплового расширения 1.08×10 -5 K -1 , диоксид циркония широко известен своей высокой термостойкостью. По этой причине это соединение нашло широкое применение в огнеупорной и высокотемпературной промышленности. Вот различные диапазоны температуры плавления диоксида циркония в зависимости от его форм, зависящих от температуры.

Температурно-зависимая форма циркония

Температура плавления

Моноклиника, бадделайте

20 – 1170ºC

Тетрагональный

1170 – 2370ºC

Кубический

2370 – 2700ºC

Однако при нагреве цирконий может подвергаться фазовому переходу, особенно в его тетрагональной форме, где возникают внутренние напряжения и начинают развиваться трещины.Чтобы устранить и исправить эту слабость, добавляют стабилизаторы, такие как оксид иттрия, чтобы получить более стабильный оксид циркония, частично стабилизированный оксидом иттрия ( или поликристалл тетрагонального циркония иттрия, YTZP) [4].

Низкая теплопроводность

Диоксид циркония имеет теплопроводность 2 Вт/(м·К), что делает его идеальным для ситуаций, когда необходимо удерживать тепло.

Химическое сопротивление

Вещество химически инертное и нереакционноспособное, которое работает в отраслях, использующих несколько химических веществ в процессе обработки.Однако это соединение растворяется в концентрированных кислотах, таких как серная или плавиковая кислота.

Производство и обработка циркония

Производство диоксида циркония может привести к появлению трех вышеупомянутых возможных фаз в зависимости от температуры: моноклинной, тетрагональной и кубической. Это уникальное свойство диоксида циркония обеспечивает гибкость использования в самых разных целях и отраслях.

Цирконий

получают путем термической обработки или термической диссоциации , хотя выполнение этого в чистом виде может вызвать резкие фазовые изменения, которые могут привести к растрескиванию или разрушению материала.То есть при легировании стабилизаторами, такими как оксид магния, оксид иттрия и оксид кальция, применяется для сохранения целостности структуры. Этот термический процесс также называется прокаливанием , при котором нагрев до высоких температур осуществляется в кислородной или воздушной среде.

Цирконий также может быть получен путем разложения цирконового песка путем сплавления с такими соединениями, как карбонат кальция, оксид кальция, карбонат натрия, оксид магния и гидроксид натрия (также известный как каустическая сода ).

Хлорирование циркона также приводит к получению диоксида циркония, где полученный тетрахлорид циркония прокаливают при высокой температуре (~900ºC), получая цирконий товарного качества. Другой способ заключается в растворении собранного тетрахлорида циркония в воде с образованием кристаллизованного цирконилхлорида. Затем полученный продукт подвергают термической обработке при высокой температуре для получения циркония высокой чистоты [5].

Диоксид циркония высокой чистоты является прекурсором для производства порошков циркония посредством восстановления ZrO 2  гидратом кальция.Этот кальциотермический процесс готовят в атмосфере аргона при непрерывном нагреве примерно до 1000°C.

Применение диоксида циркония

Благодаря высоким механическим свойствам циркония

, химической инертности, высокотемпературной стабильности, коррозионной стойкости и высокому качеству эта керамическая сталь пользуется популярностью во многих отраслях промышленности и областях применения. Многие современные продукты, от огнеупоров до изделий медицинского назначения, пигментов, электроники, покрытий и керамики, основаны на диоксиде циркония благодаря его превосходным характеристикам и преимуществам по сравнению с другими материалами.Некоторые из типичных применений диоксида циркония включают головки для экструзии горячего металла, датчики кислорода, мембраны в топливных элементах, седла клапанов для глубоких скважин и уплотнения морских насосов. Вот список некоторых наиболее распространенных областей применения и использования диоксида циркония.

Керамика

Механическая прочность и стойкость диоксида циркония делают его подходящим компонентом для производства керамики. Сюда входят керамические ножи, которые заметно прочнее, чем столовые приборы со стальной кромкой, из-за высокого коэффициента твердости циркония.

Огнеупорные цели

Из-за высокой термостойкости диоксид циркония используется в качестве компонента тиглей, печей и других высокотемпературных сред. Кроме того, диоксид циркония повышает огнеупорные свойства керамики. Огнеупорные кирпичи и броневые плиты являются примерами применения огнеупоров на основе диоксида циркония. Кроме того, при добавлении в расплавленный кварц диоксид циркония можно использовать для производства силоксидного стекла , более твердого и устойчивого к нагрузкам стекла, чем кварцевое непрозрачное стекло [6].Цирконий также можно добавлять в оксид алюминия для использования в компонентах процесса литья стали.

Термобарьерное покрытие (ТБС)

Диоксид циркония применяется в качестве покрытия для деталей реактивных двигателей, подвергающихся воздействию высоких температур. Это стало возможным благодаря низкой теплопроводности и высокой термостойкости компаунда. Исследования подтвердили эффективность диоксида циркония для ТБС при условии, что материал наносится правильно и равномерно.

Стоматологическая промышленность

Благодаря своей биосовместимости, хорошей эстетике и высоким механическим свойствам диоксид циркония широко используется в стоматологии, в основном в зубных протезах для мостов, коронок, виниров из полевошпатного фарфора и зубных протезов. Диоксид циркония, стабилизированный оксидом иттрия, также играет важную роль в производстве почти постоянных коронок из диоксида циркония.

Устойчивый к царапинам и абразивный материал

Благодаря своей повышенной механической стабильности и стойкости к истиранию цирконий используется в качестве абразивного материала.Он также полезен в качестве защитного слоя для механических деталей благодаря устойчивости состава к царапинам и механическим воздействиям.

Системы с высоким содержанием кислорода

В то время как другие материалы могут подвергаться окислению и нарушать свою целостность, диоксид циркония стабилен в присутствии кислорода. Фактически, он используется в мембранах топливных элементов и механизмах обнаружения кислорода даже при повышенных температурах.

Ювелирная промышленность

Кубический цирконий, в частности, стал жизнеспособной альтернативой алмазу (который чрезвычайно дорог).Помимо своей долговечности и сильного эстетического сходства с алмазом, кубический цирконий производит огранки в отличие от алмазов и имеет оптическую безупречность, которая кажется совершенно бесцветной невооруженным глазом. Его обычно называют имитацией алмаза , а не синтетическим алмазом , поскольку он визуально напоминает природный алмаз, но не имеет таких же химических свойств. Примеры украшений на основе циркония включают кольца из кубического циркония и серьги из кубического циркония.

Керамический нож.

Цирконий (оксид циркония, ZrO2) | Тонкая керамика (усовершенствованная керамика)

Цирконий, в основном состоящий из ZrO 2 , имеет самую высокую механическую прочность и вязкость разрушения при комнатной температуре среди всех основных видов тонкой керамики. Из него делают режущие лезвия, ножницы и ножи. Он также используется для деталей насосов из-за превосходной гладкости поверхности.

Сопутствующие товары для циркония

Особенности

Цирконий обладает превосходными механическими свойствами, более высокой прочностью и стойкостью к разрушению, чем оксид алюминия.

Он также используется во фрезерных станках, скользящих деталях и режущих лезвиях.

Цирконий обладает отличной теплоизоляцией, так как его теплопроводность составляет менее 1/10 от теплопроводности другой керамики.

Конфигурация

Точность размеров, достигаемая механической обработкой

Когда для обработанной керамики требуется точность размеров, Kyocera может обеспечить допуски, указанные в таблице ниже.Если требуются большие допуски, пожалуйста, проконсультируйтесь с нами.

РАЗМЕРНАЯ ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ

(Данные указаны в мм, если не указано иное)
1. Шлифованные керамические блоки и плиты
2. Круглые и квадратные прутки
ПРОДУКТЫ ТОЧНОЙ ОБРАБОТКИ

Сверхточность возможна благодаря уникальным технологиям Kyocera.

На точность обработки влияют форма и материал.

Некоторые практические примеры приведены в таблице ниже.

* Шероховатость поверхности зависит от материала. Приведенные здесь данные показывают, где используется глинозем.

Свойство

* Значения являются типичными свойствами материала и могут варьироваться в зависимости от конфигурации продукта и производственного процесса. Для получения более подробной информации, пожалуйста, свяжитесь с нами.

* 1: Все значения кажущейся плотности и объемной плотности одинаковы, за исключением A482R, в котором указана только кажущаяся плотность.

Получение порошка оксида циркония с использованием прекурсоров карбоксилата циркония

Цирконий был получен при низких температурах (<450°C) с использованием нескольких исходных прекурсоров на основе карбоксилатов циркония, где R-группы систематически варьировались. Комбинация расчетов теории функционала плотности (DFT) и обширной характеристики предшественников (т. е. рентгеновской дифракции, термогравиметрического анализа, инфракрасной спектроскопии и сканирующей электронной микроскопии) показала, что комплексы карбоновых кислот могут связывать металлический цирконий с цис-цирконием. бидентатная конфигурация.Периодические расчеты DFT были выполнены для изучения взаимодействия между моноклинным ZrO 2 и пропановой кислотой. Диссоциативная адсорбция происходит через цисбидентатную структуру с энергией адсорбции -1,43 эВ. Расчетные частоты колебаний с использованием оптимизированной структуры хорошо согласуются с экспериментальными данными.

1. Введение

Хотя диоксид циркония (ZrO 2 ) находит широкое применение в качестве керамического материала, он также имеет важное применение в катализаторах [1].Благодаря своим уникальным химическим свойствам (например, поверхностной кислотности и основности [2, 3]) он является ценным катализатором элиминации, дегидратации, гидрирования и окисления. Как сообщалось ранее [4, 5], свойства тетрагонального диоксида циркония (t-ZrO 2 ), который используется в вышеупомянутых приложениях, сильно зависят от прекурсоров, используемых для его получения. На сегодняшний день наибольший интерес вызывает получение стабильного порошка ZrO 2 при температуре <450°C с использованием различных прекурсоров [6], в том числе карбоксилатов циркония.Последний может быть получен непосредственно реакцией карбоксилата натрия с водным раствором соли циркония [7], приводящей к связыванию катионов циркония с анионами карбоксилата. Одними из наиболее широко используемых прекурсоров для синтеза диоксида циркония могут быть прекурсоры на основе ацетата циркония [8–13]. Например, тетраацетат циркония можно получить реакцией тетрахлорида циркония с избытком уксусной кислоты при 80°С [8]. При кипячении смеси до температуры кипения образуется оксиацетат циркония [8, 9].Оксиацетат циркония, Zr 4 O 3 (CH 3 COO) 10 ·3H 2 O, можно также получить кипячением небольшого количества оксихлорида циркония с уксусной кислотой [14]. Недавно Guo и Chen [15] сообщили о новом комплексе оксигидроксиацетата циркония, синтезированном из раствора оксихлорида циркония и уксусной кислоты с последующим осаждением концентрированным гидроксидом аммония при pH = 6. Было определено, что продукт представляет собой Zr 4 O 3 (OH) 7 (CH 3 COO) 3 ·5H 2 O и давали фазу тетрагонального оксида циркония с размером кристаллитов 30 нм при пиролизе при 545°C.Несмотря на многочисленные исследования, проведено мало исследований по изучению получения диоксида циркония из комплексов карбоксилатов циркония с различными R-группами и их влияния на свойства оксидов из них. Поэтому мы недавно сообщили об сравнительном исследовании с использованием бензилата циркония в качестве единственного источника прекурсора для синтеза диоксида циркония [16]. Чтобы более систематически понять подход к синтезу, синтез диоксида циркония был выполнен с различными типами карбоксилатных комплексов, полученных из алифатических и α -гидроксикарбоновых кислот.Кроме того, для поддержки экспериментальных наблюдений с помощью инфракрасной спектроскопии (ИК) применялось моделирование периодической теории функционала плотности (DFT).

2. Методы
2.1. Экспериментальный образец

В таблице S1 (в дополнительных материалах, доступных онлайн по адресу http://dx.doi.org/10.1155/2014/429751) представлены химические структуры карбоновых кислот, используемых для получения карбоксилатов циркония. Водный гидроксид аммония (NH 4 OH, Scientific Products), оксихлорид циркония (ZrOCl 2 · 8H 2 O, Alfa Aesar), бикарбонат натрия (NaHCO 3 , Alfa Aesar), 2-этилгексановая кислота (C 8 H 16 o 16 O 2 , MCB), α -Гидроксиизобутическая кислота (C 4 H 8 o 3 , Fluka), пропановая кислота (C 3 H 6 o 2 , Aldrich), бутират натрия (C 4 H 7 O 2 Na, Aldrich), изомасляная кислота (C 4 H 8 O 2 9015rich), пивалиновая кислота (C 2 9015rich) 5 H 10 o 2 , Aldrich), Mandelic Acid (C 8 H 8 O 3 , Aldrich), и гидроксипиманская кислота (C 5 H 10 O 3 , Aldrich) использовали без дополнительной очистки.Прекурсоры карбоксилатов циркония получали реакцией оксихлорида циркония с натриевыми или аммонийными солями карбоновых кислот перечисленных выше кислот. Эти синтезы суммированы в Таблице S2. Выходы с использованием прекурсоров карбоксилата циркония составили ~90%. Осадки несколько раз промывали дистиллированной водой и затем сушили в сушильном шкафу при 120°С в течение 12 часов. Затем их прокаливали при различных температурах на воздухе. Содержание хлоридов определяли с помощью обычного гравиметрического анализа [17], чтобы подтвердить, что в растворе не осталось ионов хлора.

Прекурсоры и порошки диоксида циркония были охарактеризованы методом многослойной адсорбции азота Брунауэра-Эммета-Теллера (BET) (Quantachrome Nova 1200), термогравиметрическим анализом (Seiko EXSTAR 6000 TG/DTA 6200), сканирующей электронной микрофотографией (SEM) (JEOL JXM 6400), инфракрасная спектроскопия диффузного отражения (Nicolet Magna-IR 750) и рентгенограммы порошка (XRD) с использованием излучения меди K α с длиной волны 1,5418 Å (Bruker AXS D8). Объемная доля тетрагональной и моноклинной фаз (t-ZrO 2 и m-ZrO 2 , соотв.) и относительное отношение t-ZrO 2 к m-ZrO 2 определяли с использованием метода, предложенного Toraya и соавт. [18] (см. вспомогательную информацию).

2.2. Computational

Для изучения взаимодействия между диоксидом циркония и карбоновой кислотой были выполнены периодические расчеты DFT [19] с использованием пакета моделирования Vienna ab initio (VASP) [20, 21]. Использовался метод проекционных присоединенных волн (PAW) [22] с приближением обобщенного градиента (GGA) с использованием функционала Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE) [23].В соответствии с предыдущими исследованиями [16, 24] использовалась устойчивая плоскость () с поверхностью (2 × 2). Как и в предыдущей работе [24], была построена суперячейка с 16 атомами Zr и 32 атомами O. Было применено вакуумное пространство 15 Å и отсечка кинетической энергии 415 эВ для базиса плоской волны. Сетки Монкхорста-Пака [25] с (3 × 3 × 3) и (3 × 3 × 1) k -точками использовались для объемного и поверхностного расчетов соответственно. Для 2D-поверхностных расчетов половина атомных слоев фиксировалась к объемной структуре, а остальные слои и адсорбат полностью релаксировали.Энергии адсорбции (E адс ) определяли как E адс = E(адсорбат/ZrO 2 ) − E(ZrO 2 ) − E(адсорбат), где E(адсорбат/ZrO 2 ), E(ZrO 2 ) и E(адсорбат) представляют собой расчетные энергии карбоновой кислоты на диоксиде циркония, чистом диоксиде циркония и газофазной карбоновой кислоте. Покрытие поверхности составило 25% [24]. Для поддержки инфракрасных спектроскопических измерений частоты также рассчитывались на основе оптимизированных структур.В этом исследовании мы применили ту же точку k , которая использовалась для оптимизации геометрии, поскольку наше предыдущее исследование показало незначительную разницу между предсказанием и экспериментом [16].

3. Результаты и обсуждение
3.1. Карбоксилат циркония Прекурсоры для циркония

Репрезентативные кривые ТГА для пропионата, пивалата, 2-этилгексаноата и манделата показаны на рисунке 1. Они демонстрируют, что потеря веса коррелирует с природой карбоксилатных лигандов предшественников, и ясно показывают, что потеря веса начинается при комнатной температуре и завершается при температуре от 400 до 500°С.Кроме того, результаты ТГА показывают, что общая потеря массы комплексов циркония α -гидроксикарбоксилата (рис. 1(b)) ниже, чем у алифатических карбоксилатов циркония (рис. 1(a)). Причиной может быть способность α -гидроксилкарбоксилатов образовывать хелат с ионом циркония через гидроксил и карбоксилат. Формульную массу комплексов рассчитывали по выходу керамики ZrO 2 по данным ТГА. Они были объединены с содержанием углерода и водорода из элементного анализа, чтобы получить предлагаемые формулы для карбоксилатов циркония, которые собраны в таблице 1.

5 5 8 1.2

2

2 ZR-3

2 Zr-4

1 323 2 2 O 2 O 8

Образец Элементный анализ (%) Предлагаемая формула a Доп. ММ (г/моль) б Теор. МВт (G / моль) C
14.1 [ZR 4 o 4 (О) 3 (OAc) 5 ]⋅4H 2 O 211 212
Zr-1
4.10 [ZR 4 O 2 (OH) 5 (OAP) 5 CL 2 ] ⋅8H 2 O 293 267
Zr -2 18.6 3.95 [ZR 4 O 4 (OH) 5 (OAP) 5 ] ⋅7H 2 O 252 243
28.3 4.68 [ZR 4 o 4 (OH) 2 (но) 6 ] ⋅2H 2 O 254 256
23.3 5.33 [ZR 4 O 4 (OH) 2 (Isbut) 2 (Isbut) 6 ] ⋅8H 2 O 299 292

ZR-5

35.0 7.08 [ZR 4 o 4 9 (PA) 7 ] ⋅5h 2 ] ⋅5H 2 304
4 ZR-6 27.6 4,93 [ZR 4 O 5 (HPA) 6 ] ⋅8H 2 O 3916 326
4 ZR-7 18.5 4.55 [ZR 4 O 6 (OH) 2 (EHA) 2 (EHA) 2 ] ⋅7h 2 O 259 227

ZR-8

36.5 5.27 [ZR 4 (Hiba) 4 (Hiba) 12 (Hiba) 12 ] ⋅6h 2 O 445

ZR-9

23.9 23.9 23.9 6.45 [ZR 4 O (OH) 4 (Hiba) 10 ] ⋅28H 2 O 504 496
4 ZR-10 47.0 4.46 [ZR 4 O (OH) 5 (MA) 9 ] ⋅4h 2 O 532 506
OAC , OAP, BUT, ISBUT, PA, HPA, EHA, HIBA и MA обозначают ацетат, пропионат, бутират, изобутират, пивалат, гидроксипивалат, 2-этилгексаноат, гидроксиизобутират и манделат соответственно. b Были получены из ТГА и термического анализа, c из предложенной формулы.

Рентгенограммы под малым углом кальцинированного пивалатного комплекса циркония при 25°C, 250°C и 300°C предполагают образование мезопористого твердого вещества (рис. 2). Для свежесинтезированного комплекса и продуктов его прокаливания при 250 и 300°С наблюдался одиночный широкий дифракционный пик с d-расстоянием 14,3, 18,1 и 20,0 Å. Ширина пиков отражения отражает либо распределение пор по размерам, либо организацию пор в ограниченных областях твердого тела.БЭТ-анализ комплекса пивалата циркония показывает большую площадь поверхности 297  м 2 /г, поддерживающую упорядоченную пористую структуру. Как показано на рисунке 2, по мере увеличения расстояния d интенсивность рассеяния уменьшается. Это может указывать на то, что структура подвергается сжатию во время прокаливания и трансформируется в менее упорядоченную структуру за счет удаления алкильных групп. Это подтверждается и резким уменьшением удельной поверхности при прокаливании из-за разрушения структуры.Наблюдаемое увеличение расстояния d может быть связано с потерей адсорбированных молекул воды и постепенным термическим разложением алкильных групп, что приводит к удлинению пор и расширению расстояния между слоями структуры. Как сообщалось ранее [17, 18], полимеризация тетрамера карбоксилата циркония может происходить за счет присутствия ОН-групп, образующих мостик между двумя тетрамерами. Такой процесс полимеризации мог быть причиной образования пористых карбоксилатов циркония с большой площадью поверхности.Как указано в таблице 1, синтезированный цирконий α -гидроксиизобутират ( Zr-9 ) содержит большое количество молекул воды по сравнению с другими карбоксилатами. Дополнительная вода может быть приписана молекулам воды, которые связаны с ионом циркония, что приводит к высокой поляризации, которая вызывает сильные взаимодействия с другими молекулами воды посредством водородных связей.


Для изучения способов координации карбоксилатных лигандов была проведена инфракрасная спектроскопия.Известно, что карбоксилатные лиганды, связанные в мостиковой бидентатной конфигурации, имеют значение около 160 см -1 (расщепление между асимметричными и симметричными частотами валентных колебаний карбонила), в то время как хелатирующие бидентатные карбоксилаты имеют меньшее значение (100 см -1 ). или меньше). С другой стороны, монодентатные карбоксилаты дают более высокое значение примерно на 200  см -1 [26, 27]. Инфракрасный спектр алифатического карбоксилата циркония, пропионата циркония ( Zr-1 ) (рис. 3(а)), показывает полосу с центром при 3377 см -1 , соответствующую полосе валентных колебаний O-H, связанной водородной связью, в то время как эта полоса при 3643 см -1 относится к моде растяжения для свободного ОН.Полосы при 2980 см -1 и 2930 см -1 могут быть отнесены к асимметричным и симметричным метильным группам карбоксилатных лигандов соответственно, а полоса при 1340 см -1 относится к колебательной моде СН 3 группа. Полосы около 1560 см -1 и 1439 см -1 соответствуют асимметричным и симметричным валентным колебаниям карбоксилата соответственно. ИК-полоса около 1470  см -1 приписывается деформационным модам для CH 3 и C-O-H.В таблице 2 приведены частоты валентных колебаний карбоксилатной карбонильной группы и расщепления () между асимметричными и симметричными частотами валентных колебаний карбонила карбоксилатных комплексов циркония. Значения α -гидроксикарбоксилатных комплексов циркония находились в диапазоне 227-274 см -1 , в то время как другие карбоксилатные комплексы циркония показали более низкие значения в диапазоне 121-152 см -1 . Более низкие значения для негидроксилированных карбоксилатов циркония могут быть связаны с мостиковой бидентатной связью для карбоксилатов.Результаты в таблице 2 также показывают, что значения для карбоксилатов циркония немного увеличиваются с увеличением длины цепи или разветвления карбоксилатных лигандов. Среди алифатических карбоксилатов пропионат ( Zr-2 ) имеет наименьшее значение 121 см -1 , а пивалат ( Zr-5 ) имеет самое высокое значение 152 см -1 . Кроме того, алифатические комплексы (т.е. пропионат циркония, пивалат циркония, гидроксипивалат циркония и 2-этилгексаноат) демонстрируют более низкие частоты асимметричного удлинения карбонильных групп, чем комплексы α -гидроксикарбоксилат циркония.Наблюдался большой сдвиг частот валентных колебаний карбонила между карбонилом свободной кислоты (1700–1730 см -1 ) и комплексами (1560–1580 см -1 ). Этот сдвиг связан с тем, что когда металлический цирконий координируется с кислородным фрагментом карбонильной группы в карбоксилатных лигандах с бидентатной конфигурацией, связи С-О ослабевают из-за совместного использования электронов карбонильного кислорода при связывании с ионы циркония. Напротив, комплексы α -гидроксикарбоксилата показали более высокое асимметричное растяжение карбонильных групп (1,620–1,650  см -1 ).Это может быть связано с хелатированием одного атома кислорода карбонильной группы и кислорода α -гидроксильной группы с ионом циркония в пятичленное кольцо. Это приведет к монодентатному карбоксилату, который, как ожидается, будет иметь большую ценность.

8

9 3 Образец 5 (см -1 ) 90 431 1351
(см -1 )
Asimm. Сим.
+
Zr-1 тысячу пятьсот шестьдесят четыре 1439 125
Zr-2 1560 1439 121
Zr-3 1600 1466 134
Zr-4 +1585 +1444 141
Zr-5 +1580 1428 152
Zr-6 1556 тысячу четыреста тридцать-одна 125
Zr-7 1570 тысячу четыреста двадцать пять 145
Zr-8 1615 +1388 227
ZR-9 1551 1381 170
4 ZR-10 1625 274

Форма растяжения газа C=O 1720 см

6 −1 9.

3.2. Цирконий, полученный из карбоксилатных комплексов циркония

На рисунках 3(b) и 3(c) показаны инфракрасные спектры продуктов, полученных в результате пиролиза цирконийпропионатного комплекса при различных температурах прокаливания. Они показывают резкую полосу около 2339  см -1 , которая приписывается адсорбированным частицам CO 2 на поверхности, образующимся в результате термического разложения карбоксилатного лиганда. Это отнесение хорошо согласуется с предыдущими исследованиями по адсорбции СО 2 на ZrO 2 и модифицированном ZrO 2 [28, 29].Пик, наблюдаемый при 1424  см -1 для пропионата циркония, прокаленного при 470°C (рис. 3(b)), вероятно, соответствует присутствию некоторых карбонатных частиц, адсорбированных на поверхности t-ZrO 2 . Образец, прокаленный при 470°C, показывает полосу на 1533 см -1 , относящуюся к бидентатным карбонатным формам, присутствующим на поверхности оксида. Отмечено, что по данным ТГА-анализа при прокаливании при ~470°С было потеряно около 40% его массы, что соответствует ожидаемым потерям при образовании ZrO 2 .Однако цвет образца при этой температуре прокаливания все еще был коричневым, что указывает на то, что полоса на 1533 см -1 может быть связана с бидентатным карбонатом и частицами углерода, отложившимися на поверхности оксида, а не с образованием ZrO 2 [28, 30]. ]. Интенсивность этого пика уменьшалась при температуре прокаливания 720°С (рис. 3(в)). Полоса, наблюдаемая при ~790 см -1 для образца, прокаленного при 470°С, вероятно, обусловлена ​​взаимодействием карбонат-вода. С повышением температуры прокаливания интенсивность этой полосы уменьшалась.

Как описано выше, для понимания взаимодействия стабильного m-ZrO 2 с уксусной и пропановой кислотами проводились периодические расчеты DFT. Мы выбрали две кислоты, поскольку уксусная кислота является наименьшей карбоновой кислотой, а пропановая кислота — наименьшей из использованных в эксперименте. Для поверхности диоксида циркония в качестве поверхности использовалась стабильная (2 × 2) () плоскость. В этом исследовании цис-конфигурация была рассмотрена в соответствии с предыдущим исследованием [24], поскольку цис-конфигурация более стабильна, чем транс-конфигурация.На рис. 4 схематически изображены газовые фазы уксусной и пропановой кислот. Кроме того, было обнаружено, что и уксусная, и пропановая кислоты диссоциативно адсорбируются на поверхности и их энергии адсорбции составляют -1,39 эВ и -1,43 эВ соответственно. Обе цис-структуры имеют близкие расстояния Zr-O (~2,2 Å), в то время как расстояния H из группы OH составляют 2,51 Å и 2,46 Å, что указывает на полную диссоциацию. Основываясь на структуре пропановой кислоты (рис. 4(б)), был выполнен расчет частоты колебаний для сравнения с экспериментальными результатами (рис. 3(а) и таблица 2).Расчетная мода растяжения ОН на его поверхности составляет 3605  см -1 , что близко к типичному растяжению ОН Zr-1 (рис. 3 (а); 3643 см -1 ). В частности, расчетная асимметричная мода для COO составляет 1497 см -1 , что также согласуется с экспериментальным значением 1564 см -1 (табл. 2). Моделирование частоты колебаний вместе с оптимизацией геометрии подтверждают вывод о том, что цис-бидентатная структура предпочтительнее транс-конфигурации.На самом деле очень сложно построить более правдоподобную модель для имитации карбоксилатов циркония, как предложено (таблица 1; [Zr 4 O 2 (OH) 5 (OAP) 5 Cl 2 ]·8H 2 O). Однако, если принять во внимание водородную связь, можно получить более точные результаты.

Рентгенофазовый анализ показал, что продукт пиролиза пропионата циркония при 230°C является аморфным (рис. 5). При дальнейшем нагреве до 420°С в результате превращения карбоксилата циркония в ZrO 2 начала появляться смесь тетрагональной и кубической фаз.При нагреве до 590°С наблюдается более кристаллическая фаза t-ZrO 2 . Затем при нагреве оксида выше 600°С происходит фазовое превращение из тетрагональной фазы в моноклинную. При дальнейшем прокаливании оксида до 800°С преобладающей фазой была моноклинная фаза с относительным содержанием около 90%. В этом исследовании была обнаружена общая тенденция фазового превращения из тетрагональной в моноклинную фазу с начальной кристаллизацией ZrO 2 , зарегистрированной между 350°C и 450°C.


На рис. 6 показано распределение кристаллитов ZrO 2 по размерам, рассчитанное с применением уравнения Шеррера [31] к рентгенограммам пропионата циркония, прокаленного при различных температурах. Небольшое увеличение среднего размера кристаллитов с 3,2 нм до 6,7 нм наблюдалось при нагревании прекурсора до 590°С и 720°С соответственно. Больший средний размер кристаллитов 18,4 нм наблюдался при прокаливании образца при 800°С, при котором порошок почти полностью перешел в моноклинную фазу (табл. S3).


Данные фазового превращения и значения площади поверхности представлены в таблице S3. Результаты показывают, что оксиды циркония, полученные из алифатических карбоксилатов циркония, претерпевают фазовое превращение в моноклинную систему при более высокой температуре (>720°C), чем комплексы α -гидроксикарбоксилат. Оксиды, полученные при термическом обжиге манделата циркония и гидроксибутирата циркония, быстро переходят в моноклинную фазу в интервале температур от 600°С до 720°С.Можно сделать вывод, что другой способ координации α -гидроксикислот с диоксидом циркония приводит к другому пути разложения с образованием аморфного оксида циркония со структурой, предрасположенной к образованию моноклинного диоксида циркония.

Как показано в Таблице S3 и на Рисунке 7, результаты измерения площади поверхности предшественников циркония показали небольшое увеличение при прокаливании из-за потери лиганда и образования оксидов с открытыми порами. Дальнейший нагрев приводил к постепенному спеканию частиц оксида и уменьшению площади поверхности.Прекурсоры, показавшие большой диапазон порядков и очень большую площадь поверхности (пивалат циркония), демонстрировали резкое уменьшение площади поверхности из-за разрушения металлоорганического каркаса при образовании оксида, а затем медленное уменьшение площади поверхности из-за процесс спекания. Кроме того, ZrO 2 , полученный из алифатических карбоксилатов (таблица S3), показал зависимость от карбоксилатных лигандов: чем длиннее цепь карбоксилатного лиганда, тем больше площадь поверхности образующегося диоксида циркония.Например, ZrO 2 , полученный из этилгексаноата циркония ( Zr-7 ), показал относительно большую площадь поверхности по сравнению с полученной из других алифатических комплексов карбоксилата циркония. Также для изучения влияния предшественника карбоксилата циркония на морфологию конечного оксида была проведена сканирующая электронная микроскопия. На рис. 8 показаны СЭМ-изображения ZrO 2 , полученные в результате термической обработки пивалатного комплекса циркония ( Zr-5 ) при 400 °C, демонстрирующие образование агломератов, содержащих сферические наноразмерные частицы с примерным средним диаметром около 100 мкм. –200 нм.


4. Выводы

Цирконий был получен из различных карбоксилатных комплексов циркония, которые были синтезированы реакцией оксихлорида циркония с карбоновыми кислотами или карбоксилатными солями в водной среде. Карбоксилаты, использованные в этом исследовании, включали алифатические карбоновые кислоты и α -гидроксикарбоновые кислоты. Было установлено, что алифатические карбоксилатные комплексы циркония координируются с ионами циркония в мостиковом бидентатном режиме, в то время как мостиковая хелатирующая связь с включением ОН в связь наблюдалась с α -гидроксилкарбоксилатными комплексами.Расчет частоты колебаний с упрощенной структурой пропановой кислоты на m-ZrO 2 подтверждает, что цис-бидентатная конфигурация является более вероятной структурой. Примечательно, что было обнаружено, что природа карбоксилата циркония играет важную роль в кристалличности, площади поверхности и других свойствах циркония, полученного при их разложении.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.

Благодарности

Авторы благодарят руководство SABIC за финансовую поддержку этого исследования. Расчеты DFT были выполнены в Суперкомпьютерной лаборатории KAUST.

Дополнительные материалы

Структуры карбоновых кислот и карбоксилатов циркония, структуры и свойства комплексов карбоксилатов циркония, площади поверхности и фазовые композиты ZrO 2 суммированы.

  1. Дополнительный материал

Цирконий | Imerys

Imerys – №1 в мире по производству плавленого диоксида циркония

Imerys производит высококачественный плавленый диоксид циркония и химикаты для циркония на современных перерабатывающих предприятиях в США, Германии и Китае, обслуживая промышленных клиентов по всему миру.Цирконовый песок поставляется за пределами Группы.

Upstream, наши научно-технические группы в нашем технологическом центре в Филлахе, Австрия, проводят обширную разработку приложений и исследования материалов с высоким сопротивлением, таких как оксид циркония.

Цирконий — сверхпрочный минерал для огнеупоров и металлургии

В огнеупорных применениях порошки плавленого диоксида циркония Imerys ценятся за их устойчивость к высоким температурам и низкое тепловое расширение. Они используются в огнеупорных деталях при непрерывной разливке стали; в качестве связующего в футеровке печей; в печной мебели для производства стекла и алюминия; в тиглях; и в фильтрах для литейного литья стали.

При производстве металлических циркония и гафния продукты высокой чистоты моноклинного диоксида циркония Imerys помогают снизить количество отходов и повысить выход продукции.

Используется в современной керамике, покрытиях для тормозных колодок в аэрокосмической отрасли и во многих других областях.

Благодаря своей кристаллической структуре и механической прочности мелкодисперсные порошки диоксида циркония Imerys являются основными компонентами передовых керамических компонентов для производства кислородных датчиков, ТОТЭ, автомобильных компоненты, режущие инструменты, керамические фильтры, инструменты и штампы, насосы, компоненты клапанов и аналитические тигли.

Порошки диоксида циркония Imerys и циркониевые химикаты используются для различных каталитических реакций , таких как контроль выбросов в автомобильной промышленности и химической промышленности.

В фрикционных  применениях, таких как Non-Asbestos Organic  или NAO тормозные материалы, наши порошки диоксида циркония могут снизить износ колодок и ротора, одновременно способствуя эффективности переносной пленки в целом, повышая преимущества NVH (шум, вибрация и жесткость). ).

Используемые в качестве высокотемпературных покрытий для термического плазменного напыления  в авиационных двигателях и газовых турбинах, порошки диоксида циркония Imerys ценятся за их высокую температуру плавления, низкую теплопроводность и превосходную коррозионную стойкость и износостойкость.

Циркониевые химикаты Imerys, такие как оксихлорид циркония (ZOC), основной карбонат циркония (ZBC), основной сульфат циркония (ZBS), ортосульфат циркония (ZOS), также являются ключевыми компонентами в различных потребительских товарах, таких как краски,  чернила , бумага , антиперспиранты и водонепроницаемая ткань — и это лишь некоторые из них.

Image

Наш порошок диоксида циркония повышает термическую стабильность тормозных колодок

Имея прочные производственные мощности на трех континентах для обслуживания клиентов по всему миру, компания Imerys имеет прочные позиции для удовлетворения растущего спроса на специальные продукты и решения на основе диоксида циркония с добавленной стоимостью. .

Диоксид циркония | ZrO2 | Няколь Нанотехнологии

NYACOL® предлагает коллоидный оксид циркония (ZrO2) в виде чистого диоксида циркония и в виде смеси с оксидом иттрия в концентрации 4 и 6 мол.%.Размер частиц колеблется от 10 нм для ацетата циркония и Zr10/15 до 100 нм для Zr100/20. Отрицательно заряженный щелочной золь также доступен как Zr10/20Nh5.

NYACOL® Zr10/15

NYACOL® Zr10/15

Вт.% : 15

Размер частиц: 5 – 15 нм

Перевозчик: Вода

Изделия из ZrO2, предназначенные для использования в качестве высокотемпературного огнеупора и в качестве керамического связующего с оксидом иттрия или без него в качестве стабилизатора.

Скачать техпаспорт Запросить образец

NYACOL® Zr10/20Nh5

NYACOL® Zr10/20Nh5

Вт.% : 18 — 20

Размер частиц: 5–20 нм

Перевозчик: Вода

Этот продукт поставляется со щелочным pH и является связующим для литья титановых сплавов и других огнеупорных изделий и керамики.

Скачать техпаспорт Запросить образец

NYACOL® Zr100/20

NYACOL® Zr100/20

Вт.% : 20

Размер частиц: 100 нм

Перевозчик: Вода

Изделия из ZrO2, предназначенные для использования в качестве высокотемпературного огнеупора и в качестве керамического связующего с оксидом иттрия или без него в качестве стабилизатора.

Скачать техпаспорт Запросить образец

NYACOL® ZRO2(AC) стабилизированный ацетатом

NYACOL® ZRO2(AC) Стабилизированный ацетатом

Вт.% : 20

Размер частиц: 5–20 нм

Перевозчик: Вода

ZrO2, стабилизированный ацетатом, для использования в качестве связующего в керамических и каталитических применениях, а также в качестве средства против истирания на стекле.Он также обеспечивает высокий показатель преломления покрытий и превосходную прозрачность благодаря малому размеру частиц.

Скачать техпаспорт Запросить образец

Ищете дополнительные варианты?

В некоторых случаях наши стандартные материалы не подходят для конкретного применения клиента или другого состав обязателен.В этих случаях мы рассмотрим индивидуальный проект разработки с нашими клиентами. Как правило, мы действуем в соответствии с Соглашением о неразглашении, и мы будем выполнять проект таким образом, чтобы материал мог быть легко масштабируется.

Связаться с нами

Порошок диоксида циркония (ZrO2, оксид циркония), высокодисперсный

Продукт № 40R-0802

**ПУНКТ СНЯТ С ПРОИЗВОДСТВА**

Высокодисперсный ZrO 2 Порошок, 99.9+%, D 50 0,3–0,7 мм, SSA ~25 м 2

м.п. 2700 или С, т.пл. ~5000 o C, плотность 5,90 г/см 3

Материал Имя

Цирконий (ZrO 2 , Оксид циркония) Порошок высшего сорта

Формула

ZrO 2

Спецификация

Изготовлено методом мокрого химического осаждения, 99.9+% (металлическая основа без учета Hf), средний размер частиц D 50 0,3-0,7 мм, Многоточечная удельная поверхность по БЭТ (SSA) ~25 м 2 /г,

Количество и цена

500 г

$ 39,80

1 кг

$ 58,60

5 кг

$ 45.20/кг

10 кг

$ 39,70/кг

50 кг

$ 32,40/кг

100 кг

$ 26,60/кг

500 кг

Свяжитесь с нами для получения предложения

1 метрическая тонна (1000 кг)

$ 14.95/кг

10 метрическая тонна (10 000 кг)

Свяжитесь с нами для получения предложения

Поверхность также доступна площадь ~15 м 2 /г.

Родственные Продукты ( пожалуйста нажмите на ссылку, чтобы просмотреть подробности )

ZrO 2 Порошок, 99,8+%, D 50 0.3-0,7 мкм площадь поверхности ~15 м 2

ZrO 2 , 30-60 нм, 99,9% . Нано порошок

ZrO 2 , 8 мол.% Y 2 O 3 стабилизированный, 30-60 нм . Нано Порошок

ZrO 2 , 8 мол.% Y 2 O 3 стабилизированный, ~0,5 мм . Сверхтонкий сорт.

ZrO 2 , 3 мол.% Y 2 O 3 стабилизированный, 99.9+%, сухой гранулированный, готовый к прессованию порошок

ZrO 2 , 3 мол.% Y 2 O 3 стабилизированный, 99,9+%, D 50 < 0,5 мм.

Высокодисперсный сорт ZrO 2 , 3 мол.% Y 2 O 3 стабилизированный, 30-60 нм . Нано Порошок

ZrO 2 , 10 мол.% Y 2 O 3 стабилизированный наноструктурированный порошок PLASMA SPRAY, для топлива плотные покрытия электролита ячейки

8 мол.% YSZ-NiO, 50 об.% Ni после восстановления наноструктурированный порошок PLASMA SPRAY, для Электроды ТОТЭ

ZrO 2 ,7 вес.% Y 2 O 3 стабилизированный YSZ, наноструктурированный корм PLASMA SPRAY порошок , для термобарьерные покрытия (ТБС)

Оксихлорид циркония (цирконил хлорид) раствор, 99.9%, 20% ZrO 2 эквивалент

Раствор ацетата циркония, 99,9%, 22% ZrO 2 эквивалент  

Шлифовальные материалы из диоксида циркония (ЯСЗ) . Шары и цилиндры всех размеров.

 

Инфрамат Advanced Materials специализируется на производстве, снабжении и по всему миру. распределение циркония Оксид (цирконий) порошок.Наш опыт в области наноматериалов, передовой керамики, редких земные химикаты, порошки для термического напыления, материалы для твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ), катализаторы, наномагнетизм, гальваника и биотехнологии позволяют нам поставлять нашим клиентам цирконий Оксид (цирконий) порошок высочайшего качества и чистоты по конкурентоспособной цене. Наш Оксид циркония (цирконий) порошок доступны в широком диапазоне количеств и спецификаций, чтобы удовлетворить ваши конкретное промышленное или научное применение.Для дальнейшего технического информация или цены на цирконий Порошок оксида (циркония), свяжитесь с нами по адресу: [email protected]

 

Датчик кислорода на основе оксида циркония — Michell Instruments UK, специалисты по температуре точки росы, влажности и кислороду


Датчики на основе оксида циркония основаны на принципе твердотельного электрохимического элемента.Слой оксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия, обычно нагревают до температуры от +600°C до +700°C, позволяя ионам кислорода проходить через него из более высокой концентрации в более низкую концентрацию. Движение ионов создает электродвижущую силу, которая используется для определения концентрации кислорода. Чем больше перепад кислорода с обеих сторон, тем выше производимое напряжение, что позволяет проводить измерения от 100% до менее одной части на миллион.

Мы предлагаем три типа датчиков на основе оксида циркония:

Металлический герметичный эталонный датчик (MSRS)

Датчик MSRS содержит металлический герметичный эталон, который устраняет необходимость в эталонном воздухе и обеспечивает надежные измерения.Сенсорная технология была разработана для измерения уровня кислорода в газе в экстремальных условиях, поэтому она достаточно надежна, чтобы выдерживать экстремальные температуры и высококоррозионные газы. Эти свойства в сочетании с конструкцией пробоотборника делают MSRS очень эффективным средством для высокотемпературных применений (до +1300°C), таких как анализ дымовых газов.

Преимущества MSRS:

  • Устойчив к загрязнению (в дымовых газах)
  • Не вызывает сонливости в чистых газах
  • Измерение стабильно, особенно по сравнению с электрохимическими датчиками
  • Требуется только один калибровочный газ
  • Возможность измерения содержания кислорода в самых разных областях применения

Серия XZR400
Анализатор кислорода XZR400 измеряет следовые количества кислорода в чистых газах.Он используется для контроля чистоты газов, таких как азот, аргон, гелий и углекислый газ, во время производства, качества на воздухоразделительных установках или для оценки качества закупаемых газов. Он доступен в версиях для настенного и стоечного монтажа, которые подходят для целого ряда приложений.
XZR500 и XCU500 Датчик дымовых газов и анализатор
Анализатор кислорода XZR500 от Michell Instruments предназначен для определения избыточного воздуха, необходимого для оптимального сгорания.Он использует технологию оксида циркония MSRS для измерения уровня кислорода в суровых условиях, таких как котлы, мусоросжигательные заводы и печи, обеспечивая быстрые и точные показания при высоких температурах и агрессивных средах. Пробоотборник с эффектом Пито устраняет необходимость в аспираторе в большинстве приложений.

Датчик микроионного насоса (MIPS)

MIPS предлагает компактный и экономичный датчик концентрации кислорода в процентах. Датчик может работать при температурах до +400°C или выше в сочетании с экстрактивным пробоотборным зондом.Он отличается от нашего MSRS подходом тем, что он непрерывно «перекачивает» ионы кислорода из образца вокруг датчика в герметичную камеру и обратно в зависимости от направления приложенного постоянного тока. Накачивание регулируется таким образом, чтобы давление внутри камеры всегда было меньше, чем давление кислорода в окружающей среде снаружи камеры.

Преимущества датчика микроионного насоса:

  • Функция полуавтоматической калибровки (с использованием воздуха или известного газа)
  • Короткое время прогрева по сравнению с другими циркониевыми датчиками
  • Экономичный и простой в использовании преобразователь

Анализатор кислорода XZR200
Экономичный анализатор оксида циркония для измерения процентного содержания кислорода в процессах горения, мониторинга окружающего воздуха и многих других применений.
Анализатор кислорода XZR250
Анализатор оксида циркония для измерения процентного содержания (до 25%) кислорода в дымовых газах (до 700°C). Образец извлекается с помощью зонда из нержавеющей стали 316 с номинальной длиной погружения 435 мм с использованием эффекта Пито и возвращается в дымоход без необходимости аспирации воздуха.

Воздух Цирконий по ссылке

В большинстве датчиков из диоксида циркония в качестве эталона используется окружающий или сжатый воздух, но они работают аналогично нашим элементам MSRS и MIPS.Датчики, ориентированные на воздух, идеально подходят для лабораторных и чистых промышленных применений.

Преимущества Air Reference Zirconia:

  • Быстрое реагирование
  • Возможность измерения содержания кислорода в самых разных областях применения
  • Экономичный
  • Легко калибруется

Промышленный газоанализатор XGA301
Промышленный газоанализатор XGA301 от Michell Instruments представляет собой удобную платформу для измерения кислорода, точки росы и других газов, таких как CO2, CO и Ch5.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.