Перегляд вихідного коду сторінки Оксид цирконію

{{Речовина
| назва = Діоксид цирконію
| зображення = ZrO2powder.jpg
| зображення2 = Kristallstruktur Zirconium(IV)-oxid.png
| систематична_назва = Zirconium dioxide<br />Zirconium(IV) oxide
| інші_назви = Zirconia<br />[[Баделеїт]]
| поле1 = {{Речовина Ідентифікатори
| абревіатури = 
| номер_CAS = 1314-23-4
| PubChem = 62395
| номер_EC = 215-227-2
| назва_MeSH = 
| SMILES = O=[Zr]=O
  }}
| поле2 = {{Речовина Властивості
|   формула    = {{хем|ZrO|2}}
|   молярна_маса    = 123,223 ± 0,003 г/моль<br/>
(O 25,97&nbsp;%, Zr 74,03&nbsp;%)
|   зовнішній_вигляд = білий порошок<br/>прозорі кристали
|   густина = 5,68 г/см<sup>3</sup>
|   температура_плавлення = 2715&nbsp;°C
|   температура_кипіння = 4300&nbsp;°C
|   розчинність = незначна
|   розчинність1 = добра
|   розчинник1 = фтороводень
|   розчинність2 = добра
|   розчинник2 = сульфатна кислота
|   pKa =
|  показник_заломлення = 2,15
  }}
| поле4 = {{Речовина Термохімія
|  ентропія = 50,3 Дж К<sup>−1</sup> моль<sup>−1</sup>
}}
| поле7 = {{Речовина Небезпеки
|  ЛД50 = > 8,8 г/кг (oral, rat)
|  MSDS = [https://web.archive.org/web/20100617011601/http://services.georgiasouthern.edu/ess/msds/Zirxonium%20(IV)%20Oxide.pdf MSDS] 
|  ГГС_піктограми = {{GHS exclamation mark}}
|  ГГС_фраза =
|  ГГС_застереження = Увага
|  фрази_ризику = {{H-phrases|315|319|335}}
|  фрази_безпеки = {{P-phrases|261|264|271|280|302+352|304+340|305+351+338|312|321|332+313|337+313|362|403+233|405|501}}
<!-- NFPA блок -->
|  температура_спалаху = негорючий}}
| поле8 = {{Речовина Пов'язані
|  інші_аніони = {{не перекладено|Дісульфід цирконію|||Zirconium disulfide}}
|  інші_катіони = [[Оксид титану(IV)]]<br/>[[Оксид гафнію|Оксид гафнію(IV)]]
  }}}}

'''Діокси́д цирко́нію''' ({{хем|ZrO|2}}) або '''оксид цирконію(IV)'''<ref>В англомовних джерелах часто використовується термін ''zirconia'', що може бути транслітерована як «цирконія», хоча така назва в україномовних джерелах практично не зустрічається</ref>&nbsp;— неорганічна сполука [[Цирконій|цирконію(IV)]] з [[Кисень|киснем]], біла [[кристал]]ічна тверда речовина, хімічно стійка і тугоплавка (t<sub>пл</sub> 2715&nbsp;°C). Природною формою є [[Моноклінна сингонія|моноклінна кристалічна структура]], що зустрічається у вигляді мінералу [[баделеїт]]у. Цирконій з кубічною структурою (кубічний цирконій), стабілізований легувальною домішкою, синтезується в різних кольорах для використання як дорогоцінного каменю та імітатора алмазу, через що знайшов широке використання в [[Ювелірна справа|ювелірній справі]] як синтетична імітація [[Дорогоцінне каміння|дорогоцінного каміння]]<ref>{{cite journal |last1=Wang |first1=S. F. |last2=Zhang |first2=J. |last3=Luo |first3=D. W. |last4=Gu |first4=F. |last5=Tang |first5=D. Y. |last6=Dong |first6=Z. L. |last7=Tan |first7=G. E. B. |last8=Que |first8=W. X. |last9=Zhang |first9=T. S. |last10=Li |first10=S. |last11=Kong |first11=L. B. |date=2013-05-01 |title=Transparent ceramics: Processing, materials and applications |journal=Progress in Solid State Chemistry |language=en |volume=41 |issue=1 |pages=20–54 |doi=10.1016/j.progsolidstchem.2012.12.002 |issn=0079-6786}}</ref>.

== Кристалічна структура ==
За нормальних умов діоксид цирконію кристалізується у [[Моноклінна сингонія|моноклінній сингонії]] й [[Просторова група|просторовій групі]] P2<sub>1</sub>/с ({{n°}} 14) з параметрами кристалу a = 513,8 мкм, b = 520,4 мкм, c = 531,3 мкм і β = 99,2°<ref name=Brauer>{{книга|автор = Georg Brauer|заголовок =Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie|dblfyyz =3e éd. Révisée|том = 2|видавництво= Enke|місце =Stuttgart|рік = 1978| сторінок =1370| isbn=3-432-87813-3}}</ref>. Мінерал [[баделеїт]], що зустрічається у магматичних породах, як домішку містить атоми гафнію, що заміщають атоми цирконію.

Діоксид цирконію також може мати [[Кубічна сингонія|кубічну]] або [[Тетрагональна сингонія|тетрагональну]] кристалічну структуру, але вони є нестабільними за кімнатної температури й існують при високих температурах: тетрагональна структура між 1173&nbsp;°C і 2370&nbsp;°C, кубічна структура між 2370&nbsp;°C і точкою плавлення 2680&nbsp;°C. Ці температури фазового переходу можуть змінюватись залежно від тиску і розмірів частинок<ref name=Moulin>{{стаття|fdnjh =G. Moulin, J. Faverjeon et G. Béranger|заголовок = Zircone - Céramique fonctionnelle|видання=Techniques de l'Ingénieur|посилання = https://www.techniques-ingenieur.fr/base-documentaire/materiaux-th11/ceramiques-applications-42695210/zircone-n3210/|рік = 2008|сторінки = 3210|doi = 10.51257/a-v1-n3210}}</ref>.
{| class="wikitable"
|+
!Кристалічна система
!Моноклінна<ref name= Brauer />
!Тетрагональна<ref name=Moulin />
!Кубічна<ref name=Moulin />
|-
|Просторова група
|''P''2<sub>1</sub>''c'' ({{n°}} 14)
|''P''4<sub>2</sub>''/nmc'' ({{n°}} 137)
|''Fm''<math>\overline{3}</math>''m'' ({{n°}} 225)
|-
|Параметри кристалів
|a = 513,8 мкм<br/>b = 520,4 мкм <br/>c = 531,3<br/> β = 99,2°
|a = 509,4 мкм<br/>c = 517,7 мкм<br/>
|a = 512,4 мкм<br/><br/>
|-
|Діапазон температур
|до 1173&nbsp;°C
|від 1173 до 2370&nbsp;°C
|від 2370 до 2680&nbsp;°C
|-
|Густина
|5,85 г/см<sup>3</sup>
|6,10 г/см<sup>3</sup>
|6,09 г/см<sup>3</sup>
|}
Кубічна структура відповідає структурі [[флюорит]]у, ґратка якого належить до гранецентрованого кубічного типу. Коли температура знижується, ця структура перетворюється спочатку на тетрагональну, а потім на моноклінну структуру.

== Сировина та обсяги виробництва ==
Сполуки цирконію можна знайти в приблизно двадцяти мінералах земної кори, більшість з яких не мають комерційного значення через низький вміст діоксиду цирконію або економічно не вигідні обсяги сировини<ref name=Towner>''R. R. Towner'' International Strategic Minerals Inventory Summary Report–zirconium.&nbsp;— US Government Printing Office, 1992</ref>. У таблиці наведено сім найважливіших мінералів цирконію та їхні властивості. З них [[циркон]] і [[баделеїт]] є найбільше комерційно значущими мінералами.
{| class="wikitable"
|+
! Мінерал
! Хімічна формула
! Густина<br/>(г/см<sup>3</sup>)
! Твердість<br/>([[шкала Мооса]])
! Вміст {{хем|ZrO|2}}<br/>(%)
|-
| [[Циркон]]
| {{хем|ZrSiO|4}}
| 4,2-4,86
| 7,5
| 63-67
|-
| [[Баделеїт]]
| {{хем|ZrO|2}}
| 5,5-6,0
| 6,5
| 98-100
|-
| [[Евдіаліт]]
| {{хем|(NaCaFe)|6}} {{хем|Zr (OH,Cl)}} {{хем|(SiO3)|6}}
| 2,9-3,0
| 5-5,5
| 1,2
|-
| {{не перекладено|Кальдазит|||Caldasite}}
| Суміш волокнистого бадделеїту, циркону, модифікованого
циркону та інших мінералів
| -
| -
| 60-75
|-
| {{не перекладено|Власовіт|||Vlasovite}}
| {{хем|Na|2|ZrSi|4|O|11}}
| 2,97
| 6
| 29
|-
| Ґіттінзіт (Gittinsite)
| {{хем|CaZrSi|2|O|7}}
| 3,6
| 3,5-4,0
| 40,3
|-
| {{не перекладено|Ціркеліт|||Zirkelite}}
| {{хем|(CaFe)(ZrTiTh)|2|O|5}}
| 4,7
| 5,5
| -
|}

Поклади цирконію зосереджені у 13 країнах, переважно в Південній Африці, Австралії, Китаї та США. Україна також входить до цієї групи країн<ref name=Towner /><ref name=ZIA>Technical handbook on zirconium and zirconium compounds 2019. Fourth edition&nbsp;— Zircon industry association, August 2019. 139 p.</ref>.

Існує два типи родовищ цирконію: первинні магматичні родовища, класифіковані за їх магматичним або вулканічним походженням і вторинні розсипні родовища (тобто важкомінеральні піски), що дають основну масу видобутку (до 97&nbsp;% виробництва). В Україні такі родовища знаходяться у Дніпропетровські області<ref name=Towner /><ref name=ZIA />.

В Україні у 1946 році вперше на теренах колишнього СРСР в рамках Маріупольського цирконового рудоуправління, створено виробництво діоксиду цирконію (технічної чистоти та чистий),&nbsp;— яке здійснювалося на [[Донецький хіміко-металургійний завод|Донецькому хіміко-металургійному заводі]] у промисловому масштабі до 1980 року. З 1953 року вироблявся також діоксид, очищений від [[гафній|гафнію]], а з 1957 року&nbsp;— особливо чистий. Освоєння виробництва діоксиду цирконію різного ступеня чистоти дало поштовх для розвитку багатьох галузей вітчизняної промисловості&nbsp;— хімічної, металургійної, радіотехнічної та електронної, аерокосмічної, керамічної та скляної. Виробництво діоксиду цирконію, стабілізованого оксидами магнію та кальцію, освоєно на заводі у 1973 році.

Світові ресурси сировини для отримання діоксиду цирконію, що є потенційно цінними і мають розумні перспективи економічного видобутку, станом на 2014 рік оцінюються приблизно у 78 мільйонів метричних тон і знаходяться в основному в Австралії (65&nbsp;%), Південній Африці (18&nbsp;%) та Індії (4&nbsp;%)<ref name=ZIA />. Світове виробництво цирконієвих концентратів у 2016 році становило 1,33&nbsp;млн тон (Австралія&nbsp;— 34&nbsp;%, Південна Африка&nbsp;— 27&nbsp;%, Китай 10,5&nbsp;%, Індонезія&nbsp;— 8&nbsp;%)<ref name=ZIA />.

== Технології отримання ==
Діоксид цирконію отримують з [[циркон]]у, мінералу що являє собою силікат цирконію ({{хем|Zr|2|SiO|4}}) з ізоморфною домішкою заміщення гафнію (1-4&nbsp;%) а також La, Ce, Pr, Nd, Sm, Y, Nb, Ta, Th, U, або добувають з мінералу [[баделеїт]]у, який в основному складається з діоксиду цирконію, забрудненого цирконом, [[Діоксид кремнію|кремнеземом]] й оксидами заліза, алюмінію та титану.

Існує багато різних методів отримання діоксиду цирконію з цирконових пісків шляхом хімічного розкладу. Ці методи, хоч і різняться між собою, але мають три спільних риси<ref name= Manhique>A. Manhique, Optimisation of alkali-fusion process for zircon sands: A kinetic study of the process. PhD thesis, University of Pretoria, 2003.</ref>: усі вони передбачають розклад циркону хімічними, термічними або механічними способами; усі продукти, отримані при розкладі циркону, у подальшому обробляють методом диференціації за розчинністю; і всі вони передбачають ізоляцію сполук цирконію від залишкових домішок. До найважливіших методів можна віднести такі методи як<ref name= Manhique />:
# Термічна дисоціація.
# Розкладання сплавленням (з гідроксидом натрію, карбонатом натрію, оксидом кальцію і оксидом магнію, фторосилікатом калію або карбонатом кальцію).
# Хлорування.
# Процес карбідування.
# Інші методи (сплавлення з сульфатом кальцію, механічна обробка діоксиду цирконію, гідротермальний розклад, аніонообмінний процес).

Діоксид цирконію з бадделеїту може добуватись такими методами<ref name= Manhique />:
# Сульфатним методом.
# Кристалізацією оксихлориду.
# Осадженням діоксидом сірки або тіосульфатом натрію.
# Осадженням у вигляді фосфату.
# Очищенням у вигляді гідратованого сульфату.
# Подвійною фторидною процедурою.
# Термічним розкладанням лужних хлорцирконатів.
# Сублімацією тетрафториду цирконію.
# Механічним обробленням.
# Натрій-метафосфатним методом.

== Модифікації діоксиду цирконію ==
Діоксид цирконію є найбільш комерційно важливим оксидом, утвореним цирконієм. Ця сполука може бути отримана хімічними методами з циркону або її природна форма добута з мінералу бадделеїту. Отримання стабільних керамічних виробів зі спеченого чистого діоксиду цирконію є ускладненим через значну зміну об'єму (близько 5&nbsp;%), що супроводжує перехід від тетрагональної до моноклінної сингонії при охолодженні й супроводжується появою внутрішніх напружень та розтріскуванням матеріалу.

На доповнення до природного діоксиду цирконію, інші типи цієї сполуки були розроблені шляхом стабілізації матеріалу в одній із його фаз через додавання різних оксидів. Кожна фаза може мати різні властивості а, отже, представляти інтерес до використання матеріалу для різних призначень. До оксидів, що використовуються для стабілізації діоксиду цирконію, належать оксиди ітрію ({{хем|Y|2|O|3}}), церію ({{хем|CeO|2}}), магнію ({{хем|MgO}}) і кальцію ({{хем|CaO}}). Таким способом можна утворювати полікристали діоксиду цирконію різних типів<ref name=AZoM>AZoM, Zirconia&nbsp;— Physical and Mechanical Property Comparison of the Different Types of Zirconia. AzoM&nbsp;— http://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=940, 2001.</ref>.
[[Файл:Yttria-stabilized zirconia (YSZ) diagram.jpg|thumb|300 px|Структура кристалу діоксиду цирконію, стабілізованого оксидом ітрію (YSZ)]]
Стабілізація кубічної поліморфної форми діоксиду цирконію у найширшому діапазоні температур досягається заміщенням деяких іонів Zr<sup>4+</sup> (іонний радіус 0,82 Å, який занадто малий для ідеальної решітки флюориту, характерної для кубічного діоксиду цирконію) у кристалічній решітці іонами трохи більшого розміру, наприклад, Y<sup>3+</sup> (іонний радіус 0,96 Å) через додавання оксиду ітрію ({{хем|Y|2|O|3}}). Отримані леговані цирконієві матеріали називаються {{не перекладено|Стабілізований оксидом ітрію оксид цирконію|цирконіями, стабілізованими оксидом ітрію||Yttria-stabilized zirconia}} (Yttria-stabilized zirconia, YSZ).

Додавання стабілізуючих оксидів дозволяє отримувати багатофазовий матеріал, стабільний за кімнатної температури. Повністю стабілізований діоксид цирконію утворюється, коли до {{хем|ZrO|2}} додається понад 16 моль% CaO (7,9 мас.%), 16 моль% MgO (5,86 мас.%) або 8 моль% {{хем|Y|2|O|3}} (13,75 мас.%), і він має кубічну форму. З додаванням менших кількостей стабілізуючих оксидів діоксид цирконію також може бути частково стабілізований у багатофазній формі, відомій як частково стабілізований діоксид цирконію (Partially Stabilised Zirconia, PSZ)<ref>Piconi C, Maccauro G. Zirconia as a ceramic biomaterial. Biomaterials 1999;20:1–25.</ref>.

Відомі технічні назви і скорочення назв матеріалів на основі діоксиду цирконію, стабілізованого різними оксидами:
[[Файл:CZ brilliant.jpg|right|thumb|300px|[[Фіаніт]]&nbsp;— кубічний оксид цирконію]]
* ''повністю стабілізований діоксид цирконію'' (FSZ&nbsp;— Fully Stabilised Zirconia), наприклад, 8YSZ (8&nbsp;моль% оксиду ітрію)&nbsp;— модифікація діоксиду цирконію, що є повністю стабілізований і має високу температурну стабільність. Він забезпечує високу стійкість до термічного удару, вогнетривкість, міцність та корозійну стійкість. До групи FSZ можна віднести кубічний діоксид цирконію (CZ&nbsp;— Cubic Zirconia або [[фіаніт]]), де стабілізація кубічної ґратки досягається легуванням оксидами ітрію, кальцію та магнію;
* ''частково стабілізований діоксид цирконію'' (PSZ&nbsp;— Partially Stabilised Zirconia)&nbsp;— модифікація діоксиду цирконію, яка частково стабілізована оксидом ітрію. Як результат, PSZ має нижчу температурну стабільність порівняно з FSZ, але він має кращі механічні властивості, такі як вища в'язкість до руйнування та вища міцність на згин. Він не крихкий, як інша кераміка а також зносостійкий. А варіант, модифікований оксидом магнію позначається Mg-PSZ і знайшов застосування як сенсор у датчиках кисню в металургії)<ref>Rondão, A.I.B., Muccillo, E.N.S., Muccillo, R. et al. On the electrochemical properties of Mg-PSZ: an overview. J Appl Electrochem 47, 1091—1113 (2017). https://doi.org/10.1007/s10800-017-1112-z</ref>;
* ''{{не перекладено|тетрагональний діоксид цирконію|||Tetragonal polycrystalline zirconia}}'' (TZP або TPZ&nbsp;— Tetragonal Zirconia Polycrystals / Tetragonal polycrystalline zirconia)&nbsp;— частково стабілізований діоксид цирконію, який існує в тетрагональній кристалічній структурі. Його часто називають тетрагональним полікристалом діоксиду цирконію. Варіант з легуванням з 3&nbsp;% оксиду ітрію позначається як частково стабілізований 3Y-PSZ і завдяки повній тетрагональності демонструє найвищу міцність при кімнатній температурі та застосовується у біомедицині<ref>Vagkopoulou, T.; Koutayas, S.; Koidis, P.; Strub, J.R. Zirconia in Dentistry: Part 1. Discovering the Nature of an UpcomingBioceramic. Eur. J. Esthet. Dent. 2009, 4, 130—151.</ref>;
* ''{{не перекладено|оксид алюмінію, зміцнений оксидом цирконію|||Zirconia Toughened Alumina}}'' (ZTA&nbsp;— Zirconia Toughened Alumina)&nbsp;— композитний керамічний матеріал, виготовлений шляхом поєднання оксиду цирконію та глинозему (зерна діоксиду цирконію в матриці оксиду алюмінію). Додавання оксиду цирконію до оксиду алюмінію надає матеріалу високу міцність, роблячи його стійкішим до розтріскування та відколів. ZTA має високу твердість, високу зносостійкість і хорошу термічну стабільність, що робить його придатним для різноманітних промислових застосувань;
* ''трансформаційно зміцнений діоксид цирконію'' (TTZ&nbsp;— Transformation Toughened Zirconia)&nbsp;— це тип цирконієвої кераміки, який відомий своєю високою в'язкістю та міцністю. TTZ виготовляється шляхом перетворення тетрагональної кристалічної структури діоксиду цирконію в моноклінну кристалічну структуру за допомогою процесу, відомого як [[Мартенситний перехід|мартенситне перетворення]]. Ця трансформація робить матеріал стійкішим до розповсюдження тріщин, що забезпечує високу в'язкість і міцність. TTZ є основним представником групи трансформаційно зміцненої кераміки (TTC&nbsp;— Transformation Toughened Ceramics).

== Властивості ==
Діоксид цирконію проявляє амфотерні властивості, нерозчинний у воді і водних розчинів більшості [[кислота|кислот]] і [[Луги (хімія)|лугів]], проте розчиняється в [[Флуоридна кислота|плавиковій]] і в концентрованій [[сульфатна кислота|сірчаній кислоті]], [[Розплави|розплавах]] лугів і [[Скло|склах]].

[[Показник заломлення]] (2,15&nbsp;— 2,25), тобто близький до алмазу (2,417&nbsp;— 2,419), тому на око важко відрізнити фіаніт від [[алмаз]]а.

Фізико-механічні властивості діоксиду цирконію деяких модифікацій подано у таблиці<ref name=AZoM />
{| class="wikitable"
|+
! Властивість
! Y-TZP
! Ce-TZP
! ZTA
! Mg-PSZ
! TZ-3Y20A
|-
| [[Густина]]<br/>(г/см<sup>3</sup>)
| 6,5
| 6,15
| 4,15
| 5,75
| -
|-
| [[Твердість]] (HV<sub>30</sub>)
| 1350
| 900
| 1600
| 1020
| 1470
|-
| Границя міцності при згині (МПа)
| 1000
| 350
| 500
| 800
| 2400
|-
| Границя міцності при стискуванні (МПа)
| 2000
| -
| -
| 2000
| -
|-
| [[Модуль Юнга]] (ГПа)
| 205
| 215
| 380
| 205
| 260
|-
| [[Коефіцієнт Пуассона]]
| 0,3
| -
| -
| 0,23
| -
|-
| [[Коефіцієнт інтенсивності напружень|В'язкість руйнування]] (МПа·м<sup>0,5</sup>
| 9,5
| 15…20
| 4…5
| 8…15
| 6
|-
| [[Коефіцієнт теплового розширення]] при 20&nbsp;°C (x10<sup>−6</sup>·C<sup>−1</sup>)
| 10
| 8
| 8
| 10
| 9,4
|-
| [[Теплопровідність|Коефіцієнт теплопровідності]] (Вт·м<sup>−1</sup>K<sup>−1</sup>)
| 2
| 2
| 23
| 1,8
| 3
|-
|}

== Використання ==
В промисловості діоксид цирконію використовується у виробництві цирконистих [[вогнетриви|вогнетривів]], керамік, [[емаль|емалей]], скла.

Завдяки високим міцності та в'язкості руйнування, а також стійкості до зношування і корозії діоксид цирконію зазвичай використовується у виробництві високонапружених компонентів, таких як<ref name= Accuratus>Accuratus, Zirconium Oxide Applications. Accuratus, 2013</ref>:
* прецизійні кульові крани (кульки та сідла);
* защільнювачі, клапани та робочі колеса насосів;
* втулки;
* ниткоспрямовувальні елементи у текстильній промисловості;
* підшипники;
* теплоізолятори;
* валки трубчасті та стрижневі;
* штампи, матриці екструдерів тощо.

Стабілізований діоксид цирконію широко використовується у виробництві абразивних матеріалів завдяки своїй твердості, міцності та густині. Звичайні цирконієві абразивні матеріали включають стабілізований ітрієм оксид цирконію (YSZ) і зміцнений оксид цирконію (ZTA)<ref>''H. Elsner'' Zircon&nbsp;— Insufficient supply in the future? Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), 2013.</ref><ref name=":0">M. T. Ceramics, Data sheet&nbsp;— ZTA Zirconia Toughened Alumina. Morgan Technical Ceramics, 2009.</ref>. Типові цирконієві абразивні вироби такі як шліфувальні круги, наждачний папір, точильні камені тощо містять близько 25…40&nbsp;% діоксиду цирконію<ref>''J. Selby'' The industrial uses of zircon and zirconia, and the radiological consequences of these uses, Europe, vol. 36, p. 35, 2007.</ref>.

Цирконій, модифікований ітрієм (YSZ), оксид алюмінію, зміцнений оксидом цирконію (ZTA), і оксид цирконію, зміцнений оксидом алюмінію (ATZ) використовуються для виготовлення різальних лез і вставок для різальних інструментів<ref>M. T. Ceramics, Data sheet&nbsp;— Z900 Yttria partially stabilised Zirconia. Morgan Technical Ceramics, 2009.</ref><ref name=":0"/>. Ключові характеристики, що роблять діоксид цирконію привабливим для цього застосування, такі<ref name= Accuratus />:
* дрібнозерниста мікроструктура дозволяє відточувати дуже тонкі та міцні різальні кромки;
* поверхні з низьким коефіцієнтом тертя та низькою енергією мінімізують адгезію до різаних матеріалів;
* висока твердість і міцність забезпечують тривалий термін служби різальної кромки;
* висока твердість дозволяє різати тверді, абразивні та міцні матеріали;
* висока твердість і стійкість до корозії дозволяє використовувати агресивні очисні хімікати або абразиви, не пошкоджуючи інструмент.

Цирконій, стабілізований ітрієм (YSZ), знайшов застосування як радіочастотний нагрівальний елемент. Ці пристрої являють собою цирконієві керамічні трубки, які зазвичай використовуються в обладнанні для індукційного нагрівання, виготовлені за допомогою процесу плазмового розпилення. Його висока температура плавлення (>2300&nbsp;°C) і стійкість до термічного удару роблять стабілізований ітрієм діоксид цирконію ідеальним матеріалом для цього застосування<ref>''A. McCabe'' Meeting the fibre optics challenge, Materials world, vol. 5, no. 9, pp. 513–14, 1997.</ref>.

Іонну провідність діоксиду цирконію використовують у трьох видах технічних пристроїв:
* в датчиках кисню;
* в керамічних генераторах кисню;
* в [[Твердооксидний паливний елемент|твердооксидних паливних елементах]].

На додаток до вже згаданих властивостей, вдосконалена цирконієва кераміка має чудову біосумісність, яка визначається ASTM<ref>ASTM, Standard Guide for Biocompatibility Evaluation of Medical Device Packaging Materials&nbsp;— F2475-11. ASTM International, 2013.</ref> як властива матеріалу здатність залишатися біологічно інертним щодо основи в його призначеному застосуванні. Діоксид цирконію витіснив оксид алюмінію у цій галузі завдяки вищій міцності та твердості, зносостійкості, стабільності, стійкості до подряпин і біосумісності з організмом людини<ref name=affatato>''S. Affatato, M. Goldoni, M. Testoni, and A. Toni'' Mixed oxides prosthetic ceramic ball heads. part 3: effect of the ZrO2 fraction on the wear of ceramic on ceramic hip joint prostheses. a long-term in vitro wear study, Biomaterials, vol. 22, no. 7, pp. 717—723, 2001.</ref><ref>''B. Cales'' Zirconia as a sliding material: histologic, laboratory, and clinical data", Clinical orthopaedics and related research, vol. 379, pp. 94–112, 2000.</ref>. Крім того, протези на основі діоксиду цирконію конкурують з протезами метал-поліетилен або метал-метал, оскільки вони можуть значно зменшити кількість залишків зносу, що утворюються під час їх використання<ref name=affatato />.

Стоматологічні матеріали крім естетичних характеристик також повинні бути біосумісними та забезпечувати стійкість і довговічність до середовища ротової порожнини. Властивості сполук цирконію дозволяють використовувати його в зубних імплантатах, які демонструють менше утворення біоплівки<ref>''F. S. G. John, J. Becker'' Modified titanium and titanium zircon implant surfaces showing less biofilm formation, Clinical Oral Implants Research, vol. 25, pp. 256—256, Sept.</ref><ref>''C. do Nascimento, M. S. Pita, F. H. N. C. Fernandes, V. Pedrazzi, R. F. de Albuquerque Junior, and R. F. Ribeiro'' Bacterial adhesion on the titanium and zirconia abutment surfaces. Clinical oral implants research, vol. 25, pp. 337–43, Mar. 2014.</ref>, а також у облицюванні зубів<ref name=Kelly>''J. R. Kelly and I. Denry'' Stabilized zirconia as a structural ceramic: an overview. Dental Materials, vol. 24, no. 3, pp. 289—298, 2008.</ref>. Цирконієва кераміка використовується не лише для покриття поверхні зубів, а й при частковому протезуванні або для реконструкцій зубів<ref name=Kelly /><ref>''Y. M. Alkhiary'' Evaluation of some material properties of cercon fixed partial dentures, Life Science Journal, vol. 10, no. 1, 2013.</ref><ref>''M. Gahlert, H. Kniha, D. Weingart, S. Schild, N.-C. Gellrich, and K.-H. Bormann.'' A prospective clinical study to evaluate the performance of zirconium dioxide dental implants in single-tooth gaps. Clinical oral implants research, Apr. 2015.</ref>. Титан/цирконієві сплави використовувалися як імплантати в молярній області нижньої щелепи, і після одного року роботи вони показали результати, близькі до імплантатів з чистого титану<ref>''L. Tolentino, F. Sukekava, J. Garcez-Filho, M. Tormena, L. A. Lima, and M. G. Araújo'' One-year follow-up of titanium/zirconium alloy X commercially pure titanium narrowdiameter implants placed in the molar region of the mandible: a randomized controlled trial., Clinical oral implants research, Feb. 2015.</ref>. Досягнення в техніці формування цирконієвої кераміки, також підтвердили велику перспективу застосування у стоматології з комп'ютерним проектуванням і виготовленням незнімних зубних протезів<ref>''I. Denry and J. R. Kelly'' State of the art of zirconia for dental applications, Dental materials, vol. 24, no. 3, pp. 299—307, 2008.</ref><ref>''J.-H. Park, S. Park, K. Lee, K.-D. Yun, and H.-P. Lim'' Antagonist wear of three CAD/CAM anatomic contour zirconia ceramics. The Journal of prosthetic dentistry, vol. 111, pp. 20–9, Jan. 2014.</ref><ref>''P. Gehrke, J. Alius, C. Fischer, K. J. Erdelt, and F. Beuer'' Retentive strength of two-piece CAD/CAM zirconia implant abutments. Clinical implant dentistry and related research, vol. 16, pp. 920–5, Dec. 2014.</ref>.

== Примітки ==
{{reflist}}

{{Бібліоінформація}}

[[Категорія:Оксиди|Ц]]
[[Категорія:Сполуки цирконію]]
[[Категорія:Надтверді матеріали]]
[[Категорія:Малонебезпечні речовини]]
[[Категорія:Керамічні матеріали]]
[[Категорія:Стоматологічні матеріали]]