Zircone - Définition
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Introduction
| Zircone | ||
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| Général | ||
| Nom IUPAC | ||
| No CAS | ||
| No EINECS | ||
| SMILES | ||
| InChI | ||
| Apparence | cristal blanc | |
| Propriétés chimiques | ||
| Formule brute | ZrO2 | |
| Masse molaire | 123,223 ± 0,003 g·mol-1 | |
| Moment dipolaire | 7,80 ± 0,02 D | |
| Propriétés physiques | ||
| T° fusion | 2 715 °C | |
| T° ébullition | 4 300 °C ou 5 000 °C | |
| Solubilité | <1 mg·l-1 dans l'eau à 20 °C | |
| Masse volumique | 5,89 g·cm-3, solide | |
| Cristallographie | ||
| symbole de Pearson | mP12 | |
| Classe cristalline ou groupe d’espace | P21/c (n°14) | |
| Strukturbericht | C43 | |
| Précautions | ||
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| Phrases R : 36/37, | ||
| Phrases S : 26, 39, | ||
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| Produit non contrôlé | ||
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La zircone est le nom commun de l'oxyde de zirconium (ZrO2). Ce matériau est une céramique technique d'aspect opaque. Appelé CZ (Cubic Zirconia) lorsque transparent, il est utilisé pour imiter le diamant. Il ne faut pas le confondre avec le zircon (ZrSiO4)
Mise en œuvre
La zircone peut être mise en œuvre par frittage ou par projection plasma. Après frittage il se caractérise par une très grande résistance à la rupture, à la fissuration.
Évolution cristallographique
La zircone présente une évolution cristallographique en fonction de sa température. Lors de sa mis en forme et de son refroidissement, entre 1 000 °C et 1 100 °C, la phase quadratique devient monoclinique. Ce changement cristallographique s'accompagne d'une variation volumique de 3% qui peut être dommageable au matériau. Cet endommagement caractéristique de la zircone pure est problématique. C'est pourquoi il est courant d'utiliser des additifs (dopants) qui stabilisent la forme cubique ou quadratique de la zircone à température ambiante (MgO, CaO, Y2O3...).
Utilisations
Usages liés aux propriétés thermiques
Les propriétés thermiques intrinsèques de la zircone font de ce matériau un candidat très intéressant pour la réalisation de divers dispositifs, par exemple des barrières thermiques. Réfractaire et de faible conductivité thermique, son coefficient de dilatation thermique est relativement élevé pour une céramique (10.10-6 K-1 à température ambiante), ce qui permet la réalisation de couples céramique/alliages métalliques possédant de bonnes propriétés thermiques et mécaniques. Ainsi, quelques dizaines d'années d'expérience dans le développement de barrières thermiques ont permis la démocratisation de l'utilisation de la zircone dans l'industrie.
Pièces d'usure
En raison de sa dureté, qui se traduit par une bonne résistance à l'usure, la zircone est utilisée dans la réalisation de pièces d'usure, notamment dans l'industrie d'élaboration de fibres textiles.
Usages médicaux
La zircone est utilisée dans la réalisation de prothèses dentaires ou des têtes fémorales des articulations artificielles de hanches.
Usages en électronique
La zircone est un des oxyde prometteurs pour la micro-électronique en vue du remplacement de la silice (SiO2), qui a une constante diélectrique trop faible.
Joaillerie et horlogerie
En raison de la possibilité de lui donner des teintes diverses (noir, blanc, rose, ...), et de sa relative résilience comparativement à d'autres céramiques et de son indice de réfraction élevé, la zircone est utilisée comme matériau pour la réalisation d'objets de luxe en joaillerie, en bijouterie et en horlogerie.
