کاربرد اکسید زیرکونیوم در صنایع نسوز

برای شناخت کاربرد اکسید زیرکونیوم باید ابتدا آن را شناخت. این فلز با نام دی اکسید زیرکونیوم نیز شناخته می شود. یک اکسید فلزی که یا از یک ماده معدنی استخراج می شود یا از سیلیکات زیرکونیوم به دست می آید. این ماده معدنی عمدتاً در آفریقا و استرالیا استخراج می شود. استخراج این ماده معدنی به روش های مختلفی انجام می شود که البته این روش ها از نظر اقتصادی نیز بسیار پرهزینه هستند. در هر فرآیندی که این ماده را استخراج کند، خلوص آن از 75 تا 99 درصد است.

اکسید زیرکونیوم

زیرکونیوم استخراج شده از فرآیندهای مختلف خواص خاص خود را دارد. از اکسید زیرکونیوم در صنایع مختلف استفاده می شود. یکی از صنایعی که اکسید زیرکونیوم در آن کاربرد فراوانی دارد، صنایع نسوز است. هنگامی که دما تغییر می کند، کریستال های زیرکونیا دچار دگردیسی می شوند. به عنوان مثال، در دمای 1170 درجه سانتیگراد، مونوکلینیک ساختار مکعبی پیدا می کند، در حالی که تتراگونال در دمای 2370 درجه سانتیگراد به این ساختار می رسد. استخراج این ماده معدنی به سه روش شیمیایی، حرارتی یا مکانیکی انجام می شود. گفته شد که این ماده در بسیاری از صنایع استفاده می شود. در این مقاله کاربرد این ماده در صنایع نسوز را توضیح خواهیم داد.

کاربرد اکسید زیرکونیوم در صنایع نسوز

گفته می شد که این ماده معدنی در صنایع نسوز کاربرد زیادی دارد. زیرکونیوم به عنوان یک عایق حرارتی خوب شناخته شده است. این عایق حرارتی به اشکال مختلف در بازار یافت می شود که از آن جمله می توان به انواع توده نسوز، انواع آجر نسوز، نمد و ورق های مختلف اشاره کرد. این اقلام می توانند در دمای بالا قابل اشتعال باشند. توده های زیرکونیوم عمدتاً دارای ساختار کریستالی هستند که اندازه دانه آن به 2 میکرون می رسد. این میزها تا دمای 1700 درجه سانتیگراد را تحمل می کنند. با توجه به تحمل بالایی که این مواد در دمای بالای 1000 درجه سانتیگراد دارند، در بسیاری از موارد می توان از آنها در صنایع نسوز استفاده فراوان کرد.

• نکته مهم این است که اگر یک ماده ابریشم مصنوعی آلی را از محلول آبی کلرید ساب کونیوم و کلرید ایتریم عبور دهید، یک پوشش زیرکونیوم روی آن قرار می گیرد. هنگامی که این مواد آلی حرارت داده می شوند، الیاف زیرکونیا خارج شده و تحت فرآیند حرارتی قرار می گیرند تا در دمای بین 800 تا 1300 درجه سانتیگراد متبلور شده و پخت بر روی آنها انجام می شود.

• این الیاف به عنوان جداکننده در فیلترهای گاز داغ، باتری های فضایی، دیافراگم های با پوشش حرارتی و شیمیایی استفاده می شود.

استفاده از اکسید زیرکونیوم

• در بسیاری از موارد به دلیل مقاومت حرارتی بالا می توان از اکسید زیرکونیوم به عنوان قسمت اصلی در ساخت انواع کوره، بوشینگ و … استفاده کرد.
• مواد ساخته شده از این اکسید را می توان در قطعاتی که گرمای زیادی تولید می کنند استفاده کرد. علاوه بر این، اکسیدهای زیرکونیوم می توانند خواص نسوز سرامیک، آجر و مواد مشابه را افزایش دهند.
• آجرهای نسوز و صفحات محافظ نمونه هایی هستند که می توانند بر پایه زیرکونیوم ساخته شده و در قسمت های مختلف مورد استفاده قرار گیرند.
• هنگامی که اکسید زیرکونیوم ذوب می شود، می توان از این اکسید در تولید شیشه سیلیس استفاده کرد. شیشه های سیلوکسید شیشه های سختی هستند که مقاومت فشار بالایی دارند. این شیشه ها نسبت به سایر شیشه های کوارتز مات دوام بیشتری دارند و در بسیاری از موارد قابل استفاده هستند.
• از دیگر کاربردهای این اکسید می توان به استفاده از آن در صنعت فولاد اشاره کرد. به عنوان مثال، هنگامی که زیرکونیوم به اکسید آلومینیوم اضافه می شود، می توان از آن در ابزار و تجهیزات ریخته گری استفاده کرد.

در پاراگراف بعدی در مورد روش های تولید اکسید زیرکونیوم توضیحاتی ارائه خواهیم کرد. استفاده از اکسید زیرکونیوم در صنایع نسوز در تولید بسیاری از محصولات بسیار کاربردی است.

تولید اکسید زیرکونیوم

همانطور که در پاراگراف قبل گفته شد روش های مختلفی در تولید اکسید زیرکونیوم استفاده می شود. برای تولید زیرکونیوم از عناصر زیر استفاده می شود:

• یکی از روش های تولید اکسید زیرکونیوم، روش کلسینه کردن است.
• یکی از روش های دیگر استخراج زیرکونیوم، تجزیه است. تجزیه در این روش با همجوشی با هیدروکسید سدیم، کربنات سدیم، اکسید کلسیم، اکسید منیزیم، فلوئوروسیلیکات پتاسیم صورت می گیرد.
• استفاده از آهک یا کربنات کلسیم یکی دیگر از روش های استخراج اکسید زیرکونیوم است.
• کلرزنی می تواند روش دیگری برای استخراج اکسید زیرکونیوم باشد.
• کاربیدینگ را می توان از دیگر روش های استخراج این کانی دانست.

به نظر شما مواد اولیه فرآورده های نسوز از چه عناصری تشکیل شده اند؟ برای مطالعه و آگاهی بیشتر در مورد مواد اولیه فرآورده های نسوز و طبقه بندی آنها مقاله مربوطه را در وبلاگ صنعت واشر اصفهان از دست ندهید!