Zircone : qu'est-ce que c'est ?

La zircone -- dont la formule chimique est ZrO₂ --, encore appelée dioxyde de zirconiumzirconium, correspond à un composé inorganique, un solidesolide blanc, particulièrement réfractaireréfractaire. Sa température de fusionfusion est très élevée : 2.950 °C. Il ne faut pas la confondre avec le zirconzircon, ce dernier étant un silicatesilicate de zirconium -- de formule chimique ZrSiO₄. Toutefois, si l'élément zirconium se rencontre dans plus d'une trentaine de mineraisminerais, la zircone n'est présente sous forme isolée que dans la baddeleyite. Et elle est essentiellement produite industriellement à partir de zircon (réduction, fusion alcalinealcaline 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 techniquecéramique technique, se fait notamment par frittage aux alentours de 1.500 °C. Et en refroidissant, le volumevolume de la zircone augmente de quelques pourcents. Pour éviter les fissures, voir l'éclatement du matériaumatériau, il est nécessaire d'y ajouter un stabilisant (oxyde d'yttriumyttrium, de magnésiummagnésium, de calciumcalcium ou de cériumcérium).

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 flexionflexion.

Les zircones stabilisées servent à fabriquer des briques ou des revêtements réfractaires pour des fours à haute température. Elles sont aussi utilisées dans des capteurscapteurs à oxygèneoxygène, car les ionsions oxygène peuvent se déplacer dans leur réseau cristallinréseau 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 prothèsesprothèses de hanches et à la conception d'implants dentaires. L'adhésion des bactériesbactéries est en effet moindre sur la zircone que sur le titanetitane.