二氧化锆是什么材料

氧化锆纤维是一种多晶质耐火纤维材料。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。

制取工艺：

工业用耐火材料的稳定氧化锆，大多数用电熔法制取。在锆英石电熔过程中加入碳及稳定剂氧化钙，在除硅的同时，氧化锆和氧化钙作用生成固溶体，再经粉碎和整粒处理，即可制得稳定氧化锆。精细陶瓷所用的稳定和部分稳定氧化锆一般采用湿法制取。

目前最成熟和常用的是中和沉淀法，其制取工艺见图。将提纯过的氯氧化锆用纯水溶解，过滤除去不溶物，调整溶液中的锆浓度，并加入需要量的氯化钇溶液（或其他稀土金属或碱土金属的氯化物溶液）后，加氨水中和沉淀。沉淀物用热水洗涤后，再经过滤、干燥和煅烧。煅烧产品经粉碎等处理便可获得超微细的稳定氧化锆粉末。

以上内容参考：百度百科-二氧化锆

物理性质

性状： 白色重质无定形粉末。无臭。无味。溶于2份硫酸和1份

二氧化锆结构

水的混合液中，微溶于盐酸和硝酸，慢溶于氢氟酸，几乎不溶于水。有刺激性。相对密度5.85。熔点 2680 ℃。沸点4300 ℃。硬度次于金刚石。

分子结构：低温时为单斜晶系，在1100℃以上形成四方晶型，在1900℃以上形成立方晶型。

化学性质

1、由灼烧二氧化锆水合物或挥发性含氧酸锆盐所得的二氧化锆为白色粉末，不溶于水[2]

ZrO2·xH2O

ZrO2+xH2O；

2、经由轻度灼烧所得的二氧化锆，比较容易被无机酸溶解

ZrO2+4H+=Zr4++2H2O

强热灼烧所得的二氧化锆只溶于浓硫酸和氢氟酸，经过熔融重结晶的二氧化锆只与氢氟酸作用；

3、二氧化锆是一种两性氧化物，与碱共熔可形成锆酸盐，但锆酸盐遇水容易水解为ZrO2·xH2O而沉淀。

ZrO2+2NaOH=Na2ZrO3+H2O

Na.ZrO3+H2O=ZrO2+NaOH；

4、二氧化锆与碳和氯气高温反应，或者与四氯化碳反应，生成四氯化锆及二氯氧化锆，水解又得到二氧化锆[3]

3ZrO2+2C+4Cl2=ZrCl4+2CO2+2ZrOCl2；

5、它在电弧中与碳作用生成碳化锆

ZrO2+2C=CO2+ZrC；

6、成斜锆石型的ZrO2 是黄色或棕色单色斜晶体不溶于水、盐酸和稀硫酸，溶于热浓氢氟酸、硝酸和硫酸。与碱共熔生成锆酸盐。化学性质非常稳定。用于制高级陶瓷、搪瓷、耐火材料。可由锆英石与纯碱共熔，用水浸出锆酸钠，与盐酸作用成二氯氧化锆，再煅烧而制得。

应用领域

金属锆及其化合物的原料

用于制金属锆和锆化合物、制耐火砖和坩锅、高频陶瓷、研磨材料、陶瓷颜料和锆酸盐等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。还用于陶瓷颜料、静电涂料及烤漆。用于环氧树脂中可增加耐热盐水的腐蚀。

耐火材料

氧化锆纤维是一种多晶质耐火纤维材料。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。

燃气轮机

等离子喷涂二氧化锆热障涂层在航空及工业用燃气轮机上的应用已有很大进展，在一定限度内已经用于燃气轮机的涡轮部分。由于这种涂层可以降低气冷高温部件的温度50~200 ℃，因此可以显著地改善高温部件的耐久性,或者容许提高燃气温度或减少冷却气体的需用量而保持高温部件所承受的温度不变，从而提高发动机的效率。

陶瓷材料

因为氧化锆的折射率大、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）、贵重金属熔炼用的锆砖及锆管等。纳米级氧化锆还可以用作抛光剂、磨粒、压电陶瓷、精密陶瓷、陶瓷釉料和高温颜料的基质材料。

其他

此外氧化锆可用于白热煤气灯罩、搪瓷、白色玻璃、耐火坩埚等的制造。X射线照相。研磨材料。与钇一起用以制造红外线光谱仪中的光源灯，厚膜电路电容材料，压电晶体换能器配方。

数据来自国产和国外二氧化锆牙冠的研究文献，将二氧化锆陶瓷冠中放射物质含量和食物中含量相对比

牙冠有金属冠（大金牙、钛合金牙…），烤瓷冠（内部为金属，表层为瓷），全瓷牙（主要有氧化铝和氧化锆两种材料的牙冠），北京口腔医院贵金属烤瓷牙冠2700（2000+是确定的，印象是2700，不确定），全瓷氧化锆牙冠价格5000+。

医生观点，综合考虑，全瓷氧化锆牙冠优于其他，那么问题来了，个人学地质矿产的，地质行业有一个比较成熟和常用的测年法是锆石铀铅测年，锆石铀铅含量很高，放射性强。现场咨询医生，氧化锆（二氧化锆）会不会有强辐射，李医生大概意思是那么小量，不会有影响……，呃，可爱的医学博士，你是文科生跨专业考研么，少量放射物质就能对大量人造成严重伤害。程为主任说：医学材料都是经过严格论证的……果然老的辣。信了程医生，选了二氧化锆全瓷牙。

考虑辐射无色无味，看不见摸不着，伤人于无形，回来又查二氧化锆资料。中文文献论证二氧化锆全瓷牙放射性的文章不多，只查到第四军医大学范天慧的一篇硕士论文，和她的一篇发表在《临床口腔医学杂志》的一篇论文,论文名分别为：《RF型氧化锆全瓷材料的生物安全性及放射性元素研究》，《国产RF型氧化锆全瓷材料放射性元素研究》。两篇文章对于二氧化锆全瓷牙放射性研究结论一致。微量元素测试采用ICP-MS技术，BF型二氧化锆（国产，深圳金悠然公司产品）材料中主要放射物质U+Th质量/主要元素质量约为：(0.52+0.63)/（15744+41912+5666278）≈2.0×10-7（因为没看懂论文中单位，就采用放射元素/主要元素的质量比）。但作者讨论氧化锆陶瓷牙的放射物质含量的安全性时，将其含量对比建筑材料卫浴瓷砖的国家标准，个人觉得牙齿在咀嚼食物时磨损，会有微量材料进入消化系统，对比建筑材料放射物质含量标准不严谨。

下面选取食物作为参照，与二氧化锆全瓷牙中放射物质含量进行对比。刘雅琼等，2003年发表在《质谱学报》上的《电感耦合等离子体质谱法测定中国食品中钍和铀》论文，给出美国NISTSRM1584总膳食标准物质中铀钍含量分别为2.0±0.3ng/g、1.6±0.3ng/g，计算得到U+Th质量/材料质量约为3.6×10-9，用ICP-MS方法测得该标准物质U+Th质量/材料质量约为3.4×10-9，测试值与给定值相吻合。同种方法测得谷类中U+Th质量/材料质量约为7.8×10-7。

而孔令海等2016年发表在《环境与职业医学》第11期的文章《北京市食品中天然铀、钍的测定及人体内照射有效剂量的估算》，谷类中铀含量为1.86×10-6g/kg，换算成U质量/材料质量约为1.86×10-9；钍含量为1.89×10-6g/kg，换算成Th质量/材料质量约为1.89×10-9；U+Th质量/材料质量为3.75×10-9。

如果以上文章数据可靠，那么二氧化锆陶瓷牙放射物质含量约为谷类食物的0.26~53倍，是美国NISTSRM1584总膳食标准物质的55.6倍。BF型二氧化锆陶瓷牙辐射物质含量与食物基本在一个数量级，基本可断定不会对人体有明显辐射损伤。国外e.max（瑞士产），VITAin-Ceram（德国产）二氧化锆材料中放射物质含量更低。

存在问题：1、国产RF型、e.max（瑞士产）、VITAin-Ceram（德国产）二氧化锆放射物质含量数据仅出自同个研究者，无其他研究者数据进行对比验证；2、个人非医学和材料学专业，对放射物质认识可能片面，尤其是单纯对比放射元素含量，没有考虑放射元素中放射比活度，是否严谨。

个人对牙齿修复的看法。在牙周科治疗时，医生说，牙齿边部（两颗牙之间）补牙容易脱落，如果一颗牙中间有小洞，补上撑得时间长。那么个人觉得：1、龋齿初期，或可采用对牙齿没有机械伤害的药物疗法或龋坏组织再矿化法。2、靠里的牙齿（不影响美观及牙洞塞食物不严重的情况下）龋齿，如果是牙齿边部掉了一块，在不牙疼，或牙疼可忍受情况下，不建议补牙，因为补牙时要打磨，洞会越磨越大，而且边部补上后容易掉，反复几次就会磨穿牙本质，只能拔牙髓（切牙神经）做根管，根管后，整颗牙就死了，既然不补牙，牙齿还能多活几年，那为什么不让它多活几年，等牙疼时再拔牙髓做根管呢？3、如果一颗牙中间有洞，填充材料撑得时间相对较长，是否要补上，本人没有类似经历，自己决定吧。4、一般来说，做牙冠后，牙齿强度、舒适程度不如原装牙（医生也这么说），所以当决定拔牙髓杀死一颗牙时要慎重考虑，此过程不可逆。

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