一,、立方氧化鋯是什么材質(zhì)
立方氧化鋯又名蘇聯(lián)石,是人工合成寶石,,最早由蘇聯(lián)人研制成功,,故名蘇聯(lián)石。亦被稱作“方晶鋯石”或“蘇聯(lián)鉆”,, 是二氧化鋯晶體的一種,。氧化鋯天然存在時(shí)大部份為單斜晶體,主要以礦物“斜鋯石”存在,。以立方單晶體存在的氧化鋯在天然中極為罕有,,可以通過(guò)人工方法合成,被廣泛用作鉆石的代替品,。
立方氧化鋯與鉆石一樣,,都為立方晶體。在正常壓力之下,,二氧化鋯的穩(wěn)定晶體為單斜晶體(mono-clinic),,因此在合成立方氧化鋯的過(guò)程中,需要加入份子量為10至15%的金屬氧化物(通常氧化釔或氧化鈣)作為安定劑,。不同的生產(chǎn)方法會(huì)加入不同份量的安定劑,,故此立方氧化鋯的物理及光學(xué)特質(zhì)會(huì)稍為有所不同。
立方氧化鋯的密度頗高,,比重為5.6至6.0,。其硬度達(dá)8.5,雖低于鉆石,,但已超過(guò)大部份天然寶石,。其折射指數(shù)為2.15至2.18,表面有金剛光澤,。色散指數(shù)達(dá)0.058至0.066,,超過(guò)鉆石。立方氧化鋯無(wú)解理(Cleavage),,斷口為貝殼狀(Conchoidal fracture),,屬于易碎。在短波紫外線下呈黃,、黃綠螢光,,于長(zhǎng)波紫外線下螢光不明顯。
二,、合成立方氧化鋯的方法有哪些
1,、氫氧化鋯煅燒法
氫氧化鋯煅燒法是一種常見的合成立方氧化鋯的方法。該方法的原理是先制備氫氧化鋯,,在高溫下進(jìn)行煅燒,,使其轉(zhuǎn)化為立方氧化鋯。
具體操作方法如下:首先制備氫氧化鋯沉淀,,在常溫下進(jìn)行干燥,。然后將干燥的氫氧化鋯沉淀在高溫下進(jìn)行煅燒,煅燒溫度通常為1200℃以上,。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的煅燒,,氫氧化鋯會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎窖趸啞?/p>
優(yōu)點(diǎn)是合成的氧化鋯純度高,晶體結(jié)構(gòu)完整,,機(jī)械性能優(yōu)異,,因此應(yīng)用十分廣泛。但是,,這種方法的缺點(diǎn)在于煅燒溫度高,,需要耗費(fèi)較多能源,同時(shí)操作難度大,,需要嚴(yán)格控制反應(yīng)條件,。
2、碳酸氫銨沉淀法
碳酸氫銨沉淀法是一種常用且容易操作的合成立方氧化鋯的方法,。該方法的原理是將氯化鋯和碳酸氫銨反應(yīng),,得到氫氧化鋯沉淀,再將其煅燒得到立方氧化鋯,。
具體操作方法如下:將氯化鋯和碳酸氫銨共同溶解在水中,,調(diào)節(jié)pH值后,會(huì)出現(xiàn)氫氧化鋯的沉淀,。然后將氫氧化鋯沉淀在高溫下進(jìn)行煅燒,,煅燒溫度通常為1000~1200℃。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的煅燒,,氫氧化鋯會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎窖趸啞?/p>
優(yōu)點(diǎn)是合成方法簡(jiǎn)單,,易于操作,,并且可以得到高純度的立方氧化鋯。但是,,缺點(diǎn)在于反應(yīng)系統(tǒng)易受雜質(zhì)影響,,同時(shí)前期需要對(duì)反應(yīng)條件進(jìn)行嚴(yán)格的控制。
3,、水解法
水解法是一種新型的合成立方氧化鋯的方法,。該方法是在高壓水中通過(guò)水解反應(yīng)合成立方氧化鋯。
具體操作方法如下:將氯化鋯和水加入到反應(yīng)釜中,,設(shè)置一定的壓力和溫度,,在高壓水中進(jìn)行水解反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后,,放出高壓水,,將反應(yīng)物經(jīng)過(guò)過(guò)濾和洗滌等處理,得到立方氧化鋯,。
這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于操作簡(jiǎn)單,,不需要高溫煅燒,能夠獲得高度純化的立方氧化鋯,,且生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)污染,、無(wú)二次污染等問(wèn)題。但是,,該方法的缺點(diǎn)在于設(shè)備要求高,、反應(yīng)條件需嚴(yán)格控制、成本相對(duì)較高,。