¿Qué es el Óxido de Circonio?
El óxido de circonio es un compuesto inorgánico blanco e inodoro.
Usos del Óxido de Circonio
A continuación se enumeran las aplicaciones del óxido de circonio, aprovechando sus propiedades:
- Punto de fusión muy elevado, alta resistencia al calor y resistencia a la erosión química:
Materia prima para herramientas de corte y pulido, materiales refractarios, etc. - Gran dureza y durabilidad
Materiales dentales, cuchillos de cerámica, joyería (imitación de diamantes) - Buen conductor de iones de oxígeno
Pilas de combustible de electrolito sólido
El óxido de circonio es tan duro que recibe el nombre de diamante. Su dureza es extremadamente alta: unas 10 veces la de la cerámica común. Además, el óxido de circonio puede utilizarse como material para componentes electrónicos como elementos piezoeléctricos y condensadores cerámicos, como aditivo para vidrio óptico y como aditivo para cuasifármacos como catalizadores y cosméticos.
Características del Óxido de Circonio
El óxido de circonio es un óxido de circonio de número atómico 40 clasificado como cerámica. Su fórmula química es ZrO2, su peso molecular es 123,22, sus principales propiedades físicas y químicas son: punto de fusión 2715°C, punto de ebullición 4300°C, densidad 5,68 g/cm3 e índice de refracción 2,13.
El óxido de circonio presenta una serie de características, como baja conductividad térmica, resistencia térmica, resistencia a la corrosión y alta resistencia. Por otro lado, el óxido de circonio es susceptible de degradarse debido a los cambios en su estructura cristalina y al cambio de volumen como consecuencia de los cambios de temperatura.
A temperatura ambiente, forma la estructura cristalina monoclínica más estable, pero al aumentar la temperatura, cambia secuencialmente a cristales tetragonales y cúbicos. Para suprimir los cambios de volumen provocados por este cambio de estructura cristalina, se utilizan óxidos como el óxido de itrio (Y2O3), el óxido de calcio (CaO), el óxido de cerio (CeO2) y el óxido de magnesio (MgO) como agentes estabilizadores.
La adición y reacción de los óxidos con el óxido de circonio y su disolución sólida en la estructura cristalina permite la existencia estable del cristal cúbico a temperatura ambiente. El óxido de circonio con cristales cúbicos estables a temperatura ambiente se denomina circonio estabilizado o circonio parcialmente estabilizado, dependiendo de la cantidad de agente estabilizador que se añada a la mezcla. El agente estabilizador provoca la formación de vacantes de oxígeno, lo que lo convierte en un buen conductor de iones de oxígeno.
Otra Información sobre el Óxido de Circonio
1. Cómo se produce el Óxido de Circonio
Existen dos métodos principales para producir óxido de circonio: el refinado en húmedo y el refinado en seco. Ambos se basan en minerales de circonio como el circón y la haddelita. El primer proceso del método de refinado en húmedo consiste en fundir los minerales seleccionados en sosa cáustica, seguido de su descomposición y concentración con ácido clorhídrico.
Tras otros procesos como el lavado y la filtración, el hidróxido de circonio resultante se calcina y se muele para producir óxido de circonio en polvo. En cambio, en el proceso de refinado en seco, el óxido de circonio puro se produce triturando el mineral para eliminar las impurezas, seguido de un beneficiado repetido.
2. Diferencia con el Circonio
El circonio es un metal en el que los átomos están unidos entre sí por enlaces metálicos, mientras que el óxido de circonio es una cerámica en la que los átomos están unidos entre sí por enlaces covalentes, que son más fuertes que los enlaces metálicos. Debido a la diferencia en el modo de enlace, el óxido de circonio tiene las siguientes ventajas sobre el circonio:
Resistencia a la corrosión:
El circonio se combina fácilmente con elementos corrosivos como el oxígeno y el azufre en el medio ambiente y se corroe con relativa facilidad, mientras que el óxido de circonio apenas se corroe.
Gran dureza y resistencia al calor:
El óxido de circonio está formado por enlaces covalentes que son más fuertes que los enlaces metálicos, lo que lo hace extremadamente duro, tenaz y difícil de deformar. Su elevado punto de fusión de 1.855°C también lo hace altamente resistente al calor.