پودر نانوذرات دی اکسید زیرکونیم (زیرکونیا)

select

پودر نانوذرات دی اکسید زیرکونیم (زیرکونیا)

610/000 تومان1/340/000 تومان

دی اکسید زیرکونیم

دی اکسید زیرکونیم (ZrO₂)، که تحت عنوان زیرکونیا نیز شناخته می‌شود محصول جدید برند آرمینانو می باشد، یکی از مهم‌ترین مواد سرامیکی مهندسی مدرن محسوب می‌شود. این ترکیب اکسیدی، اکسید اصلی عنصر زیرکونیم بوده و به دلیل ویژگی‌های استثنایی فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی خود، کاربردهای گسترده‌ای در صنایع مختلف دارد.

 

این محصول با کیفیت تضمین شده (گارانتی کیفیت) ارائه می شود و در صورت عدم رضایت مشتری وجه پرداختی عودت داده می شود.

آنالیز و دیتاشیت محصول موجود می باشد

خلوص بالا و کیفیت ساختار مطلوب

مشاوره رایگان

ارائه نمونه رایگان برای خرید های عمده

 

 

خصوصیات محصول

شناسه محصول

ZRP2401

فرمول شیمیایی

ZrO2

شکل ظاهری

پودر

رنگ

سفید

شکل ذرات

کروی

اندازه ذرات

50-60 nm

علائم هشدار دهنده

توضیحات

تعریف و ساختار شیمیایی

دی اکسید زیرکونیم با فرمول شیمیایی ZrO₂، یک ترکیب آلی بوده که در شرایط عادی به صورت کریستال‌های سفید، بی‌بو و بی‌مزه ظاهر می‌شود. این ماده در آب، اسید هیدروکلریک و اسید سولفوریک رقیق غیرقابل حل است و از نظر شیمیایی غیرفعال محسوب می‌شود.

ساختار کریستالی

زیرکونیا دارای سه فاز کریستالی اصلی است که در دماهای مختلف پایدار هستند:

  • فاز تک‌ساختی (Monoclinic): دمای اتاق تا ۱۱۷۰°C – پایدارترین فاز در دمای اتاق اما مستعد ترک‌خوردگی

  • فاز چهارضلعی (Tetragonal): 1170°C تا ۲۳۷۰°C – قدرت بالا، قابل پایدارسازی در دمای اتاق با افزودن عوامل پایدارکننده

  • فاز مکعبی (Cubic): بالای ۲۳۷۰°C تا ۲۷۰۰°C – مورد استفاده در الکترولیت‌های پیل سوختی

تبدیل فازی از تترگونال به مونوکلینیک با افزایش حجم ۵-۶% همراه است که می‌تواند تنش‌های داخلی و ترک‌خوردگی ایجاد کند. برای جلوگیری از این مشکل، از اکسیدهای پایدارکننده مانند ایتریا (Y₂O₃)، مگنزیا (MgO) و کلسیا (CaO) استفاده می‌شود.

ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی

ویژگی‌های فیزیکی اصلی

دی اکسید زیرکونیم دارای ویژگی‌های فیزیکی برجسته‌ای است:

  • نقطه ذوب: ۲۷۰۰°C

  • نقطه جوش: ۴۳۰۰°C

  • چگالی: ۵٫۶۸-۶٫۱۰ g/cm³

  • سختی ویکرز: ۱۱-۱۳ GPa

  • سختی موس: ۸-۸٫۵

ویژگی‌های مکانیکی

زیرکونیا به دلیل ویژگی‌های مکانیکی فوق‌العاده خود شناخته می‌شود:

  • مقاومت خمشی: تا ۱۰۰۰ MPa در دمای ۲۰°C

  • چقرمگی شکست: ۷-۱۰ MPa·m^0.5

  • مدول الاستیسیته: حدود ۲۰۰ GPa

  • مقاومت کششی: ۳۰۰ MPa در دمای ۲۰°C

این خواص مکانیکی برتر عمدتاً ناشی از مکانیزم چقرمگی تبدیل است، جایی که تبدیل فازی ناشی از تنش، انرژی را جذب کرده و رشد ترک را مهار می‌کند.

ویژگی‌های حرارتی و الکتریکی

ویژگی‌های حرارتی

زیرکونیا ویژگی‌های حرارتی منحصربه‌فردی دارد:

  • هدایت حرارتی پایین: ۲-۳ W/m·K که آن را برای پوشش‌های مانع حرارتی مناسب می‌سازد

  • ضریب انبساط حرارتی: حدود ۱۰×۱۰⁻⁶/°C

  • مقاومت حرارتی بالا: قابلیت استفاده مداوم در دماهای بالای ۱۵۰۰°C

ویژگی‌های الکتریکی

زیرکونیا خواص الکتریکی متنوعی نشان می‌دهد:

  • مقاومت الکتریکی: ۱۰¹²-۱۰¹⁴ Ω·cm در دمای اتاق

  • ثابت دی‌الکتریک: ۱۵-۳۳

  • هدایت یونی: هدایت یونی بالای اکسیژن در دماهای بالا (ویژه YSZ)

ویژگی‌های شیمیایی و زیست‌سازگاری

پایداری شیمیایی

زیرکونیا مقاومت شیمیایی استثنایی در برابر طیف وسیعی از محیط‌های اسیدی و بازی نشان می‌دهد. این پایداری شیمیایی آن را برای قطعات تماس با مواد شیمیایی مناسب می‌سازد.

زیست‌سازگاری

یکی از ویژگی‌های برجسته زیرکونیا، زیست‌سازگاری عالی آن است:

  • عدم ایجاد واکنش‌های نامطلوب بافتی با فیبروبلاست‌ها و سلول‌های خونی

  • چسبندگی کمتر باکتری‌ها به سطح زیرکونیا نسبت به تیتانیم

  • خاصیت استئوهدایتی برای کاربردهای ایمپلنت استخوانی

  • عدم اثرات سمی، جهش‌زا یا سرطان‌زا

روش‌های تولید و سنتز

روش‌های شیمیایی اصلی

تولید نانوذرات زیرکونیا از طریق روش‌های مختلف شیمیایی انجام می‌شود:

۱٫ روش رسوب‌گذاری هم‌زمان (Co-precipitation)

  • استفاده از نمک‌های زیرکونیم مانند ZrOCl₂ یا Zr(NO₃)₄

  • افزودن عوامل رسوب‌دهنده مانند آمونیاک یا هیدروکسید سدیم

  • کنترل pH، دما و زمان واکنش برای کنترل اندازه ذرات

۲٫ روش سل-ژل

  • تشکیل سل از محلول پیش‌ماده فلزی

  • تبدیل سل به ژل از طریق واکنش‌های هیدرولیز و تراکم

  • خشک‌کردن و کلسیناسیون برای تشکیل نانوذرات

۳٫ روش هیدروترمال

  • واکنش در شرایط دما و فشار بالا

  • استفاده از اتوکلاو برای کنترل شرایط واکنش

  • تولید ذرات با اندازه و شکل کنترل‌شده

۴٫ روش میکروویو

  • استفاده از انرژی میکروویو برای تسریع فرآیند

  • زمان واکنش کوتاه‌تر و کنترل بهتر اندازه ذرات

کاربردهای صنعتی و تخصصی

کاربردهای پزشکی و دندانپزشکی

زیرکونیا به دلیل زیست‌سازگاری عالی کاربردهای گسترده‌ای در پزشکی دارد:

  • ایمپلنت‌های دندانی: کراون‌ها، بریج‌ها و پایه‌های ایمپلنت

  • ایمپلنت‌های ارتوپدی: سر فمور، صفحات تیبیا، پروتزهای زانو و لگن

  • ابزار جراحی: اسکالپل‌ها و ابزار برش با عمر مفید بالا

کاربردهای انرژی

پیل‌های سوختی اکسید جامد (SOFC):

  • الکترولیت YSZ با هدایت یونی اکسیژن بالا

  • عملکرد در دماهای بالا با راندمان مطلوب

  • تولید انرژی پاک با انتشار آلاینده کم

سنسورهای اکسیژن:

  • اندازه‌گیری دقیق غلظت اکسیژن

  • کاربرد در صنعت خودرو و فرآیندهای شیمیایی

کاربردهای صنعتی

مواد نسوز و مقاوم به حرارت:

بطانه‌های کوره، آجرهای نسوز

  • قطعات مقاوم به سایش در محیط‌های خورنده

  • پوشش‌های مانع حرارتی در توربین‌های گازی

ابزار برش و قطعات مقاوم به سایش:

  • تیغه‌های سرامیکی، قیچی و چاقوهای آشپزخانه

  • قطعات پمپ، نشیمن شیرها و یاتاقان‌ها

  • میل‌های دقیق و قطعات مقاوم به سایش

کاربردهای الکترونیکی و نوری

عایق‌های الکتریکی:

  • ستون‌های عایق، زیرلایه‌های الکترونیکی

  • قطعات عایق در دستگاه‌های الکترونیکی

اپتیک و فتونیک:

  • فیبرهای نوری، فرول‌ها و آستین‌های سرامیکی

  • قطعات نوری با شفافیت بالا

انواع مختلف زیرکونیای پایدارشده

زیرکونیای پایدارشده با ایتریا (YSZ)

۳Y-TZP (3 مول% ایتریا):

  • حدود ۸۰% فاز تترگونال و ۲۰% کوبیک

  • مقاومت مکانیکی بالا اما شفافیت کم

  • مناسب برای کاربردهای ساختاری

۵Y-TZP (5 مول% ایتریا)

  • حدود ۵۰% فاز کوبیک

  • شفافیت بالاتر اما مقاومت کمتر

  • مناسب برای کاربردهای زیبایی

زیرکونیای پایدارشده با مگنزیا (Mg-PSZ)

کاربرد در محیط‌های خورنده و دمای بالا

زیرکونیای تقویت‌شده آلومینا (ZTA)

ترکیب بهینه خواص مکانیکی زیرکونیا و آلومینا

چالش‌ها و محدودیت‌ها

پیری هیدروترمال

مهم‌ترین محدودیت زیرکونیا، پیری هیدروترمال است:

  • تبدیل خودبه‌خودی فاز تترگونال به مونوکلینیک در محیط مرطوب

  • کاهش خواص مکانیکی در طول زمان

  • ایجاد ریزترک‌ها و تخریب قدرت

چشم‌انداز آینده

زیرکونیا با توسعه روش‌های جدید سنتز و بهبود پایداری، کاربردهای بیشتری در حوزه‌های نانوتکنولوژی، کاتالیست‌ها و مواد هوشمند خواهد یافت. پیشرفت‌های اخیر در زمینه تولید نانوذرات کنترل‌شده و کامپوزیت‌های چندمنظوره، افق‌های جدیدی برای این ماده باارزش گشوده است.

توضیحات تکمیلی

وزن 25 گرم
وزن

10 گرمی, 25 گرمی