一、立方氧化鋯是什么材質
立方氧化鋯又名蘇(su)(su)(su)聯(lian)石,是(shi)人工(gong)合(he)成寶石,最早由蘇(su)(su)(su)聯(lian)人研制成功,故名蘇(su)(su)(su)聯(lian)石。亦(yi)被(bei)稱作(zuo)(zuo)“方晶鋯(gao)(gao)石”或“蘇(su)(su)(su)聯(lian)鉆”, 是(shi)二氧(yang)化(hua)鋯(gao)(gao)晶體(ti)的(de)(de)一(yi)種。氧(yang)化(hua)鋯(gao)(gao)天然存(cun)在時大部份為單斜(xie)(xie)晶體(ti),主要以礦物“斜(xie)(xie)鋯(gao)(gao)石”存(cun)在。以立(li)方單晶體(ti)存(cun)在的(de)(de)氧(yang)化(hua)鋯(gao)(gao)在天然中極為罕有,可以通過人工(gong)方法合(he)成,被(bei)廣泛(fan)用作(zuo)(zuo)鉆石的(de)(de)代替品。
立(li)(li)方(fang)(fang)氧(yang)化(hua)(hua)鋯與鉆石(shi)一樣,都為立(li)(li)方(fang)(fang)晶體。在正常(chang)壓力之下,二氧(yang)化(hua)(hua)鋯的穩定(ding)晶體為單(dan)斜晶體(mono-clinic),因(yin)此(ci)在合成立(li)(li)方(fang)(fang)氧(yang)化(hua)(hua)鋯的過程(cheng)中,需(xu)要加(jia)入份子(zi)量為10至15%的金屬氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)(通(tong)常(chang)氧(yang)化(hua)(hua)釔或氧(yang)化(hua)(hua)鈣(gai))作為安(an)定(ding)劑。不同(tong)(tong)(tong)的生產方(fang)(fang)法會加(jia)入不同(tong)(tong)(tong)份量的安(an)定(ding)劑,故此(ci)立(li)(li)方(fang)(fang)氧(yang)化(hua)(hua)鋯的物(wu)理及光學特質會稍(shao)為有(you)所不同(tong)(tong)(tong)。
立(li)方氧化鋯(gao)的密(mi)度(du)頗高,比重為5.6至6.0。其硬度(du)達8.5,雖低于(yu)(yu)鉆石(shi)(shi),但(dan)已超(chao)過大部份天然寶石(shi)(shi)。其折射指(zhi)數為2.15至2.18,表面有金剛(gang)光(guang)(guang)澤。色(se)散指(zhi)數達0.058至0.066,超(chao)過鉆石(shi)(shi)。立(li)方氧化鋯(gao)無解理(Cleavage),斷口為貝殼狀(zhuang)(Conchoidal fracture),屬于(yu)(yu)易(yi)碎。在短波紫外線(xian)下(xia)呈黃、黃綠(lv)螢光(guang)(guang),于(yu)(yu)長波紫外線(xian)下(xia)螢光(guang)(guang)不明(ming)顯。
二、合成立方氧化鋯的方法有哪些
1、氫氧化鋯煅燒法
氫(qing)(qing)氧(yang)化(hua)鋯(gao)煅(duan)燒法(fa)是一種常見的合成立(li)方氧(yang)化(hua)鋯(gao)的方法(fa)。該方法(fa)的原理是先制備氫(qing)(qing)氧(yang)化(hua)鋯(gao),在高溫下進行煅(duan)燒,使其轉化(hua)為立(li)方氧(yang)化(hua)鋯(gao)。
具體操作方法如下:首先制備氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鋯(gao)沉淀,在常溫(wen)下進(jin)行干燥。然后將干燥的氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鋯(gao)沉淀在高(gao)溫(wen)下進(jin)行煅(duan)燒(shao)(shao),煅(duan)燒(shao)(shao)溫(wen)度通常為1200℃以上(shang)。經(jing)過一定時間的煅(duan)燒(shao)(shao),氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鋯(gao)會(hui)轉變為立(li)方(fang)氧(yang)(yang)化(hua)鋯(gao)。
優點是合成的(de)氧化鋯純度高(gao),晶體結構完整,機械性能優異,因此應用十分廣泛。但是,這種方法的(de)缺點在于煅燒溫度高(gao),需要耗費較(jiao)多(duo)能源,同時操作難(nan)度大,需要嚴(yan)格控制(zhi)反應條件(jian)。
2、碳酸氫銨沉淀法
碳酸氫銨(an)沉淀(dian)法是一種常用且容(rong)易操作的合成(cheng)立方氧化鋯(gao)的方法。該方法的原理是將(jiang)氯化鋯(gao)和(he)碳酸氫銨(an)反(fan)應(ying),得到(dao)氫氧化鋯(gao)沉淀(dian),再將(jiang)其煅(duan)燒得到(dao)立方氧化鋯(gao)。
具體操作方法如下:將(jiang)氯(lv)化鋯和碳酸(suan)氫(qing)銨共同溶解在水(shui)中,調節pH值后(hou),會出現氫(qing)氧(yang)化鋯的(de)沉淀。然后(hou)將(jiang)氫(qing)氧(yang)化鋯沉淀在高溫下進行煅燒,煅燒溫度通(tong)常為1000~1200℃。經(jing)過一定時間的(de)煅燒,氫(qing)氧(yang)化鋯會轉變為立(li)方氧(yang)化鋯。
優點是合成方法簡單,易于操作,并且可以得到高純度的立方氧化鋯。但是(shi),缺點在于(yu)反應系統易受雜質影(ying)響,同時前期需要對反應條件進行嚴格的控制。
3、水解法
水(shui)解法(fa)是(shi)一種新型的合成立方(fang)(fang)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鋯(gao)的方(fang)(fang)法(fa)。該方(fang)(fang)法(fa)是(shi)在高壓水(shui)中通過水(shui)解反應合成立方(fang)(fang)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鋯(gao)。
具體操作方法如下:將氯化(hua)鋯和(he)(he)水加入到反(fan)(fan)(fan)應(ying)釜中,設(she)置一定(ding)的壓(ya)(ya)力和(he)(he)溫(wen)度,在高(gao)壓(ya)(ya)水中進行水解反(fan)(fan)(fan)應(ying)。反(fan)(fan)(fan)應(ying)結束(shu)后,放(fang)出高(gao)壓(ya)(ya)水,將反(fan)(fan)(fan)應(ying)物經過(guo)過(guo)濾和(he)(he)洗滌等處理,得到立方(fang)氧化(hua)鋯。
這種方(fang)法的(de)優點(dian)在于(yu)操作簡單,不需(xu)要(yao)高溫煅燒,能(neng)夠獲得(de)高度純化的(de)立方(fang)氧化鋯,且生產過(guo)程中無污(wu)染、無二次污(wu)染等問題。但是,該方(fang)法的(de)缺(que)點(dian)在于(yu)設備要(yao)求高、反應條件需(xu)嚴格(ge)控制(zhi)、成(cheng)本相對較高。