La zircone est une céramique qui peut être utilisée pour la fabrication de lames de couteaux. © vadimdem, Fotolia

Sciences

Zircone

DéfinitionClassé sous :chimie , zircone , zircon

La zircone — dont la formule chimique est ZrO2 —, encore appelée dioxyde de zirconium, correspond à un composé inorganique, un solide blanc, particulièrement réfractaire. Sa température de fusion est très élevée : 2.950 °C. Il ne faut pas la confondre avec le zircon, ce dernier étant un silicate de zirconium — de formule chimique ZrSiO4. Toutefois, si la zircone se rencontre dans la nature — à l'état de baddeleyite —, elle est essentiellement produite à partir de zircon (réduction, fusion alcaline ou carbochloration).

La zircone est une céramique polycristalline. Elle se présente sous différentes formes, fonctions de la température. À température ambiante, elle prend une forme monoclinique. Puis, au-delà de 1.170 °C, elle entre dans une phase quadratique et enfin, vers 2.370 °C, dans une phase cubique. Or, la mise en forme de la zircone, en tant que matériau céramique technique, se fait notamment par frittage aux alentours de 1.500 °C. Et en refroidissant, le volume de la zircone augmente de quelques pourcents. Pour éviter les fissures, voir l'éclatement du matériau, il est nécessaire d'y ajouter un stabilisant (oxyde d'yttrium, de magnésium, de calcium ou de cérium).

Lorsqu’ils sont taillés, les cristaux de zircone brillent comme des diamants, en restant beaucoup moins chers. © 422737, Pixabay, CC0 Creative Commons

La zircone, une céramique aux usages multiples

Ces éléments stabilisateurs confèrent à la zircone des propriétés particulières. Ainsi les oxydes d'yttrium ou de magnésium permettent d'obtenir une zircone particulièrement résistante aux chocs mécaniques et à la flexion.

Les zircones stabilisées servent à fabriquer des briques ou des revêtements réfractaires pour des fours à haute température. Elles sont aussi utilisées dans des capteurs à oxygène, car les ions oxygène peuvent se déplacer dans leur réseau cristallin. La zircone est également employée pour la confection de lames de couteaux très dures et pratiquement inusables. Mais sensibles aux chocs et susceptibles de rayer la porcelaine.

Enfin, grâce à sa biocompatibilité, la zircone sert à la fabrication de têtes fémorales de prothèses de hanches et à la conception d'implants dentaires. L'adhésion des bactéries est en effet moindre sur la zircone que sur le titane.

À voir aussi :