知っている人はそれほど多くない ジルコンジルコニウムは、この鉱物から抽出されます。原子力発電所、機械工学、化学工業、歯科、そして医療といった産業にとって、ジルコニウムは欠かせない資源です。ジルコニウムは、熱安定性、高密度、硬度（アルミニウムよりも硬い）、高耐圧性といった優れた特性を備えています。さらに、高い酸素イオン伝導性と高い融点もジルコニウムの利点です。
しかし、ジルコニウムは、特に高温条件下では望ましくない相変化を起こします。そのため、酸化マグネシウムが安定剤として使用されます。これにより、ほぼすべての産業分野が恩恵を受けられる多くの利点が生まれます。
ジルコニウムとは何ですか?
ジルコニウムは一見すると銀灰色の金属で、非常に延性があり、耐熱性も抜群です。耐熱性も高く、1855℃を超えると溶けません。貴重な産業資源であるジルコニウムは、どれほど希少なのだろうと思われるかもしれません。
そうですか、ジルコンは多くの沿岸海域の砂の下に広く存在する鉱物です。鉱床は集中しているのではなく、地表全体に広がっていることに注意してください。この鉱物は中国、オーストラリア、ウクライナ、インドネシア、南アフリカで非常に人気があります。
1795年に発見されて以来、 マーティン・クラプロートドイツの化学者、ジルコニウム・オイゲン・シュワブが発明したジルコニウムは、工業用途ではそれほど普及しませんでした。しかし、1925年に他の元素や安定剤を含まない純粋なジルコニウムが初めて生産されると、需要は急増し始めました。1940年代には、多くの原子力発電所でジルコニウムの耐熱性と耐薬品性が発見され、需要は急増しました。
ジルコニウムは何に使用されますか?
約90%のジルコニウムが使用されている 原子力発電所 原子炉の被覆管として使用されます。高い融点と沸点により、極端な温度条件にも耐えることができます。さらに、核分裂反応中に中性子を吸収しないため、化学物質に対する反応性が非常に低く、燃料棒の被覆管として最適であり、ウランペレットの被覆にも適しています。
ジルコニウムは原子力発電で広く利用されているだけでなく、人工宝石、機械工学、フィラメント、歯科、化学産業など、多くの産業にも広く利用されています。特に化学反応に対する優れた耐性は、化学産業において大きな資産となっています。
この金属は汎用性が高いため、その特性を最大限に引き出すための化学処理が盛んに行われています。例えば、ジルコニウムは酸素と反応して酸化ジルコニウム、つまりジルコニアを生成します。ジルコニアは、投資する価値のある様々な産業用途を提供します。
洗練されたジルコニア
ジルコニアは天然に存在しますが、ジルコンまたはケイ酸ジルコニウム（ZrSiO4）から誘導して合成することも可能です。ジルコンから誘導される最も重要な酸化物の一つであるジルコニアは、歯科をはじめとする多くの産業ニーズに利用されています。
歯科におけるジルコニア
長年にわたり、歯科医は笑顔と口腔の健康を向上させる方法を模索してきました。歯が折れたり摩耗したりして再石灰化されない場合もあり、患者は金属や陶器の詰め物に頼らざるを得ません。ジルコニアクラウンの画期的な進歩により、人々は20年以上も笑顔を保てるクラウンへと目を向けています。
歯が弱ったり変形したりしてお悩みの方は、ジルコニアクラウンが長年、硬いものを噛む際にかかる圧力に耐えられるようサポートしてくれるかもしれません。ジルコニアセラミッククラウンは新しい選択肢ですが、前歯にはポーセリンクラウンを好む方も多いです。しかし、前歯にジルコニアクラウンを付ける場合、他の歯と合わないという懸念があります。
あ 2016年のジルコニアクラウンの安全性に関する研究 生体適合性が確立されています。つまり、クラウンは炎症などの身体の反応や反応を誘発しません。その生体適合性と高い機械的強度により、二酸化ジルコニウムは骨再生に有用です。
マグネシア安定化ジルコニア（MgO-ZrO2）
純粋な二酸化ジルコニウムは多くの産業に画期的な進歩をもたらしますが、焼結後、高温下では安定性を維持できません。正方晶単斜晶系への相変化を起こすため、冷却時に安定性を失い、体積変化を起こします。そのため、酸化マグネシウムなどの金属酸化物で安定化させることで、高温下でも正方晶系を維持します。このように、マグネシア安定化ジルコニア（MSZ）は優れた機械的特性を有します。
MSZは相転移に対する耐性があるため、耐腐食性に優れています。生体適合性も備えているため、整形外科や歯科で安全に使用できます。
マグネシア安定化ジルコニアは相転移に対する耐性があるため、セラミックスに求められる機械的特性と高い耐熱性を維持できます。他の材料は熱膨張、摩耗、化学腐食、相転移を起こしやすい傾向があります。そのため、MSZは排気システム、炉ライニング、ガスタービンなどの効率的なコーティング材として活用されています。
マグネシア安定化ジルコニアはセラミックにどのように使用されますか?
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医療：MSZ は、弱くなって摩耗した歯、義歯、摩耗した関節を強化するために使用できる固体の生体適合性材料です。
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機械工学: MSZ は耐摩耗性に優れているため、切削工具や非耐性部品の製造に最適です。
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耐熱材料：このような材料は、高エネルギーと高温が発生する航空宇宙産業や原子力産業で利用される可能性があります。また、炉のライニングやタービンブレードの製造にも役立ちます。
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電気: 電気伝導性が低く、熱安定性が高く、誘電強度が非常に高いため、MSZ セラミックは絶縁体の製造に使用されます。
マグネシア安定化ジルコニアの特性
機械的特性
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色: 黄色
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密度: 5.7g/cm3
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圧縮強度：2500MPa
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弾性率：250GPa
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ウェーバー係数: 12M
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ビッカース硬度：1100 HV0.5
電気的特性
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誘電率：28εr
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絶縁耐力：13 x 105 V/m
熱特性
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熱伝導率：3 W/m·K
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最高動作温度：2100℃
結論
マグネシア安定化ジルコニアは、セラミック分野における貴重な原料であり、今後もその存在は確実です。耐腐食性と耐熱性の高さから、特に安定化した状態では、今後何年も需要が続く可能性があります。地表に広く存在するため、企業にとって適切な量の採掘は容易です。