مشخصات سیلیکات زیرکونیوم یا زیرکن

سیلیکات زیرکونیوم چیست؟

سیلیکات زیرکونیوم یا زیرکن یک محصول مشترک از استخراج و پردازش ذخایر شن و ماسه سنگ معدنی سنگین است. زیرکن که عمدتاً در استرالیا و آفریقای جنوبی استخراج می شود ، می تواند به شکل ماسه درشت استفاده شود یا به صورت پودر ریز آسیاب شود. خواص آن باعث شده است که در بسیاری از محصولات روزمره ، از جمله کاشی و سرامیک و کاشت های پزشکی و همچنین کاربردهای صنعتی عمده استفاده می شود.

زیرکن را می توان با ذوب ماسه در دماهای بسیار بالا برای ایجاد زیرکونیا پردازش کرد تا زیرکونیا مذاب به وجود آید که به آن اکسید زیرکونیوم (ZrO2) نیز گفته می شود.

زیرکونیوم ، یکی دیگر از مشتقات زیرکن ، عنصر شیمیایی Zr در جدول تناوبی است که به شکل فلز خاکستری نقره ای وجود دارد. به عنوان هجدهمین عنصر فراوان در پوسته زمین ، معمولاً در زیرکن معدنی به شکل سیلیکات و به ندرت در ماده معدنی بدلدیت به شکل اکسید وجود دارد. زیرکن دارای محتوای نظری ۶۷٪ زیرکونیا و ۳۲٪ سیلیس است و معمولاً می تواند درصد کمی از هفنیوم را در محدوده ۰.۲ تا ۴٪ داشته باشد.

کاربردهای سیلیکات زیرکونیوم

پختن لیزری  زیرکن به عنوان یک ماده سرامیکی که برای ریخته گری پوسته و هسته مورد استفاده قرار می گیرد ، جایگزین جذابی برای روش معمول و وقت گیر تولید این پوسته ها از موم است.

این ترکیب به دلیل ویژگی های برجسته ای که به عنوان دی الکتریک  دارد اخیراً مورد توجه قرار گرفته است. از نظر حرارتی با    Si پایدار است و مانع خوبی در برابر انتشار اکسیژن است. لایه های نازک این ترکیب با پاشش و رسوب لایه اتمی ALD رسوب کرده اند. بهینه سازی فرایند ALD برای رسوب فیلم های زیرکون با ترکیب پیش ساز ZrCl4 و TBOS نشان داده شد. سیلیکات زیرکونیوم (ZrSiO4) یکی از مهمترین ترکیباتی است که از ماسه های زیرکنیا به دست می آید. baddeleyite یک شکل طبیعی زیرکونیا (ZrO2) است.

زیرکن معمولاً در لعاب ها برای مات شدن (تبدیل لعاب شفاف به مات) استفاده می شود. فرم سیلیکات یا زیرکونیوم لعاب های مات ندارد (مانند اکسید زیرکونیوم خالص که در واقع دی اکسید زیرکونیوم است). مقدار دقیق مورد نیاز این ماده بین انواع مختلف لعاب متفاوت است. ۱۰-۱۲٪ طبیعی است ، اما ممکن است تا ۲۰٪ برای مات شدن برخی لعاب های شفاف مورد نیاز باشد. با رسیدن به نقطه اشباع ، تبلور شروع می شود و در دماهای پایین موثرتر است. اکسید قلع می تواند یک مات کننده موثرتر از زیرکن باشد.