Zirkoniumoxid

Eigenschaften

Chemische Formel: ZrO₂
Bezeichnung: Zirkoniumoxid / Zirkonium(IV)-oxid / Zirkonoxid
CAS-Nr.: 1314-23-4
Molare Masse: 123,22 g/mol
Dichte: 5,68 g/cm³ (monoklin), bis 6,10 g/cm³ (tetragonal/kubisch)
Schmelzpunkt: ca. 2.715 °C
Siedepunkt: ca. 4.300 °C
Farbe: weiß
Form: feines Pulver oder dicht gesinterter Formkörper
Kristallmodifikationen: monoklin, tetragonal und kubisch
Löslichkeit: unlöslich in Wasser, alkoholischen Medien sowie verdünnten Säuren und Laugen

Zirkoniumoxid (ZrO₂) ist eine anorganische Verbindung und zählt zu den wichtigsten Werkstoffen der technischen Hochleistungskeramik. Das Material wird als feines, geruchloses weißes Pulver oder als dicht gesinterter Formkörper angeboten und verbindet eine hohe thermische Stabilität mit sehr guten mechanischen und chemischen Eigenschaften.

ZrO₂ tritt in mehreren temperaturabhängigen Kristallmodifikationen auf. Die monokline Phase ist bis etwa 1.170 °C stabil, die tetragonale Phase liegt ungefähr zwischen 1.170 und 2.370 °C vor, während sich bei noch höheren Temperaturen die kubische Modifikation bildet.

Durch Zugabe von Stabilisatoren wie Yttriumoxid Y₂O₃, Magnesiumoxid MgO oder Calciumoxid CaO können tetragonale oder kubische Strukturen auch bei Raumtemperatur stabilisiert werden. Auf diese Weise entstehen unter anderem teilstabilisierte Zirkoniumoxidwerkstoffe sowie Y-TZP- und PSZ-Keramiken.

Von besonderer Bedeutung ist die sogenannte Umwandlungsverstärkung. Unter mechanischer Belastung kann eine lokale Phasenumwandlung der Rissausbreitung entgegenwirken. Dadurch verbindet stabilisiertes Zirkoniumoxid eine hohe mechanische Festigkeit mit einer für Keramik besonders hohen Risszähigkeit.

Zirkoniumoxid ist in Wasser unlöslich und gegenüber vielen verdünnten Säuren und Laugen beständig. Es kann sich jedoch in heißer konzentrierter Schwefelsäure und Flusssäure lösen. Zusätzlich besitzt der Werkstoff eine geringe Wärmeleitfähigkeit, hohe Verschleißfestigkeit und gute Biokompatibilität, wodurch er sich für anspruchsvolle technische und medizinische Anwendungen eignet.

Die industrielle Herstellung erfolgt überwiegend durch thermische Zersetzung von Zirkoniumsalzen oder durch chemische Fällung aus Zirkonoxychlorid-Lösungen mit anschließender Kalzinierung.

Zirkonium und seine Verbindungen spielen insbesondere in Dentaltechnik, Medizintechnik, Hochleistungskeramik, Sensorik, Energietechnik und Optik eine wichtige Rolle. Möchten Sie Zirkoniumoxid oder Zirkonium kaufen? Bei Auremo können Sie verfügbare Reinheiten, Stabilisierungen und Lieferformen anfragen. Der Zirkonium Preis beziehungsweise der Preis für Zirkonium bezieht sich vor allem auf das Metall, während der Zirkoniumoxid Preis von Reinheit, Phasenzusammensetzung, Stabilisierung, Lieferform und Bestellmenge abhängt.

Vorteile

• Hohe Risszähigkeit durch Umwandlungsverstärkung
• Hohe mechanische Festigkeit
• Gute Biokompatibilität
• Hohe Härte und Verschleißfestigkeit
• Geringe Wärmeleitfähigkeit
• Hohe thermische Stabilität
• Beständigkeit gegenüber zahlreichen chemischen Medien
• Stabilisierbare tetragonale und kubische Kristallphasen

Anwendungsbereiche

• Metallfreie Zahnkronen und Brücken
• Dentale Abutments
• Komponenten für Endoprothesen
• Hochleistungs-Schneidwerkzeuge
• Umformwerkzeuge
• Pumpenkolben und Dichtringe
• Verschleiß- und Sandstrahlkomponenten
• Synthetisches Zirkonia für Schmuck- und Optikanwendungen
• Schutzbeschichtungen
• Festelektrolyte für Lambdasonden
• Festoxid-Brennstoffzellen (SOFC)
• Sauerstoffsensoren

Auremo bietet Zirkoniumoxid und weitere Hochleistungskeramik-Werkstoffe für industrielle, medizinische und wissenschaftliche Anwendungen an. Bei Fragen zu Reinheit, Stabilisierung, Lieferform oder Lieferbedingungen sprechen Sie uns direkt an.