يعد أكسيد الزركونيوم من أحد أكثر المواد السيراميكية التي جرت الأبحاث عليها. يكون لأكسيد الزركونيوم النقي بنية بلوريةأحادية الميل عند درجة حرارة الغرفة. يحدث تحول في البنية إلى النظام البلوري الرباعي وإلى النظام المكعب عند رفع درجة الحرارة. بالمقابل فإن توسع الحجم الناتج عن التحول من النظام المكعب إلى النظام الرباعي ثم إلى النظام أحادي الميل عند التبريد يؤدي إلى حدوث إجهاد كبير على البلورة مما يسبب التشقق. أضيفت عدة أكاسيد أخرى
إلى الزركونيا منن أجل تثبيت الأطوار الرباعية والمكعبة، مثل أكسيد المغنسيوم (MgO) وأكسيد الإتريوم الثلاثي (Y2O3) وأكسيد الكالسيوم (CaO) وأكسيد السيريوم الثلاثي (Ce2O3) بالإضافة إلى أكاسيد أخرى.[3]
إن فجوة النطاق لأكسيد الزركونيوم معتمدة على الطور (أحادي الميل أو رباعي أو مكعب) وعلى طريقة التحضير، وإن كانت قيمتها تتراوح بين 5 إلى 7 إلكترون فولت.[4]
الوفرة الطبيعية والتحضير
يوجد أكسيد الزركونيوم في الطبيعة على شكل معدن باديلايت Baddeleyite.
يحضر صناعياً من سيليكات الزركونيوم والتي تؤلف معدن الزركون، وذلك بإجراء عمليات غسيل للمعدن وتنظيفه من الشوائب ثم بإجراء عملية تكليس. نحصل من العملية على أكسيد الزركونيوم بنقاوة 99%.
يستخدم الزركونيا في صناعة سكاكين السيراميك لما يعرف عنه من صلابة.
تستخدم الزركونيا المثيتة في حساسات الأكسجين وفي تركيب أغشية خلايا الوقود وذلك لقدرتها على السماح أيونات الأكسجين أن تتحرك بحرية عبر الشبكة البلورية عند درجات حرارة مرتفعة. إن هذه الناقلية الأيونية العالية تجعل المادة من أحد المواد السيراميكية الإلكترونية Electroceramics أهمية.
من الاستخدامات الحديثة لأكسيد الزركونيوم ما قامت شركة أبل بوضع براءة اختراع له عام 2006 وذلك في مجال تغليف أجهزة الهاتف المحمول بمادة الزركونيا. حيث أن استعمال السيراميك المصنوع من الزركونيا بدلا من أغلفة الألومنيوم يحسّن من انتقال أمواج الراديو دون الحاجة لاستخدام هوائي خارجي، بل يكون داخل الجهاز.[6]
^Evans, A.G., Cannon, R.M. (1986). "Toughening of brittle solids by martensitic transformations". Acta Met. ج. 34: 761. DOI:10.1016/0001-6160(86)90052-0.{{استشهاد بدورية محكمة}}: صيانة الاستشهاد: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين (link)
^Chang، Jane P (2001). "Rapid thermal chemical vapor deposition of zirconium oxide for metal-oxide-semiconductor field effect transistor application". Journal of Vacuum Science & Technology B:. ج. 19 ع. 5: 1782–1787. DOI:10.1116/1.1396639. {{استشهاد بدورية محكمة}}: الوسيط author-name-list parameters تكرر أكثر من مرة (مساعدة)صيانة الاستشهاد: علامات ترقيم زائدة (link)
-oxid.png)
