Sistemas Cristalinos

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4 Sistemas Cristalinos A zircônia pura, a pressões atmosféricas, exibe três organismos polimorfos cristalinos bem definidos: as fases monoclínica, tetragonais, e cúbicas. A fase monoclínica é estável até 1170 ºC de onde se transforma à fase tetragonal. A 2370 ºC, a fase tetragonal se transforma à fase cúbica que existe até 2680 ºC, o ponto de fusão da zircônia.

5 Micrografia do ZrO 2 n-hidratada

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7 O Zircônio é razoavelmente abundante na crosta terrestre, mas, dada sua reatividade, é sempre encontrado no estado combinado. A principal fonte de zircônio é a zirconita, que também é conhecida como zircão. Trata-se de um silicato de zircônio de fórmula ZrSiO 4, cuja apresentação pode variar nas seguintes cores: marrom, verde, azul, vermelho, amarelo e incolor. Em termos teóricos, a composição da zirconita é formada de 67,2% de ZrO2 e 32,8% de SiO2. Outros minerais de zircônio conhecidos são a baddeleyta e o caldasito (ou zirkita). A baddeleyta (ou zircônia, ZrO 2 ) é o segundo minério mais importante de zircônio. Contém teores de óxido de zircônio contido que variam entre 96,5% a 98,5%. Como esse minério apresenta teores tão significativos, é conhecido como uma fonte de extrema pureza na obtenção de zircônio metálico e compostos químicos. O caldasito, também conhecido como zirkita, cuja ocorrência só tem registro no Brasil, é um minério de zircônio que se apresenta como uma mistura de zirconita e baddeleyta, idêntica a uma massa compacta homogênea acizentada, podendo variar, quando oxidado, para as cores marrom ou vermelho.

8 Conhecidos como outros minérios de zircônio, a malaconita e a zirquelita ocorrem com menor freqüência, e suas explorações econômicas não são viáveis, até o momento. O metal é obtido principalmente de uma cloração redutiva através do processo denominado Kroll: primeiro se prepara o cloreto para depois reduzi-lo com magnésio. num processo semi-industrial, pode-se realizar a eletrólise de sais fundidos, obtendo-se o zircônio em pó que pode ser utilizado, posteriormente, em pulvimetalurgia.

9 Reservas

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11 Distribuição de reservas e produção mundiais de zircônio

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14 Uma outra aplicação bem interessante do zircônio é na fabriação de gemas: O óxido de zircônio (ZrO2) ocorre na natureza na forma de um mineral raro, chamado baddeleyíta, que cristaliza no sistema monoclínico. Existe, porém, a zircônia artificial, que tem a mesma composição química, mas cristaliza no sistema cúbico, sendo, por isso, chamada de zircônia cúbica. Tanto a baddeleyíta quanto a zircônia cúbica são usadas como gema, sendo a zircônia cúbica muito mais conhecida por ser a mais perfeita imitação de diamante já obtida. Ela serve, além disso, para, variando a cor, imitar outras gemas, como a ametista.

15 Materiais cerâmicos são frágeis e uma das maneiras conhecidas para se contornar esta deficiência é a introdução de partículas de zircônia na matriz, o que tenacifica o material, intensificando suas propriedades mecânicas. Assim, esta característica se faz muito importante quando estamos interessados em fabricar, por exemplo, cerâmicas dentárias.

16 Inovações Tecnológicas Cientistas criam um vidro perfeito a partir de um metal Submetendo-o à mesma pressão capaz de criar os diamantes, cientistas da Universidade da Califórnia, Estados Unidos, criaram um vidro tão puro que poderá vir a ser chamado de o "vidro-diamante". O vidro metálico puríssimo poderá ser utilizado em materiais mais resistentes e estáveis para aplicações médicas, esportivas e em aplicações de opto-eletrônica. Os cientistas Yusheng Zhao e Jianzhong Zhang descobriram que o vidro de zircônio se forma a cerca de um terço da temperatura de fusão do elemento, quando o material é submetido a um pressão de cinco bilhões de Pascal, algo como vezes a pressão atmosférica da Terra.

17 Os vidros metálicos têm encontrado uma grande variedade de usos nos últimos 15 anos, substituindo materiais convencionais como metais cristalinos, ligas metálicas e cerâmicas de alta tecnologia. Entre as suas aplicações atuais estão materiais estruturais para engenharia, componentes eletrônicos, joalheria, esquis, raquetes de tênis e tacos de golfe. Os vidros metálicos se comportam elasticamente como os polímeros, mas são mais fortes do que as ligas metálicas. Isto os torna quase inquebráveis, mantendo o formato e sendo difíceis de serem riscados. Mas até agora os vidros metálicos continham três ou mais elementos, o que diminui sua estabilidade termal. O novo vidro de zircônio puro resolve este problema. O material permanece estável a temperaturas acima de 800º C e pressões de mais de 2,8 bilhões de Pascal.