أكسيد الزركونيوم (ZrO₂)الزركونيا، والمعروفة أيضًا باسم ثاني أكسيد الزركونيوم، مادة سيراميكية مهمة وعالية الأداء. وهي مسحوق أبيض أو أصفر فاتح يتميز بخصائص فيزيائية وكيميائية ممتازة. تتميز الزركونيا بدرجة انصهار تبلغ حوالي 2700 درجة مئوية، وصلابة عالية، وقوة ميكانيكية عالية، وثبات حراري وكيميائي جيدين، كما أنها تتحمل التآكل الحمضي والقلوي ودرجات الحرارة العالية. بالإضافة إلى ذلك، يتميز أكسيد الزركونيوم بمعامل انكسار عالٍ وخصائص بصرية ممتازة، مما يجعله يُستخدم على نطاق واسع في المجال البصري.
في التطبيقات العملية، نقيةأكسيد الزركونيوميعاني الزركونيا من مشاكل في تغير الطور (الانتقال من الطور أحادي الميل إلى الطور رباعي الزوايا يُسبب تغيرًا في الحجم وتشققًا في المادة)، لذا عادةً ما يلزم إضافة مُثبِّتات مثل أكسيد الإيتريوم (Y₂O₃) أو أكسيد الكالسيوم (CaO) أو أكسيد المغنيسيوم (MgO) لإنتاج أكسيد الزركونيوم المُثبَّت (زركونيا مُثبَّتة) لتحسين خصائصه الميكانيكية ومقاومته للصدمات الحرارية. من خلال عمليات التطعيم والتلبيد المُناسبة، لا تحافظ مواد الزركونيا على خصائص ميكانيكية ممتازة فحسب، بل تُظهر أيضًا موصلية أيونية جيدة، مما يجعلها تُستخدم على نطاق واسع في السيراميك الهيكلي، وخلايا الوقود، وأجهزة استشعار الأكسجين، والغرسات الطبية، وغيرها من المجالات.
بالإضافة إلى تطبيقات المواد الإنشائية التقليدية، يلعب الزركونيا دورًا متزايد الأهمية في مجال معالجة الأسطح فائقة الدقة، وخاصةً في مجال مواد التلميع عالية الجودة. وبفضل خصائصه الفيزيائية الفريدة، أصبح الزركونيا مادةً أساسيةً لا غنى عنها في التلميع الدقيق.
في مجال التلميع،الزركونيايُستخدم الزركونيا بشكل رئيسي كمسحوق تلميع عالي الجودة وملاط تلميع. بفضل صلابته المتوسطة (تصل إلى حوالي 8.5 على مقياس موس)، وقوته الميكانيكية العالية، وخموله الكيميائي الجيد، يُمكنه تحقيق خشونة سطح منخفضة للغاية مع ضمان معدل تلميع عالٍ، والحصول على لمسة نهائية بمستوى المرآة. وبالمقارنة مع مواد التلميع التقليدية مثل أكسيد الألومنيوم وأكسيد السيريوم، يُحقق الزركونيا توازنًا أفضل بين معدل إزالة المواد وجودة السطح أثناء عملية التلميع، ويُعتبر وسيط تلميع مهمًا في مجال التصنيع فائق الدقة.
يتميز مسحوق تلميع الزركونيا عادةً بحجم جسيمات يتراوح بين 0.05 ميكرومتر و1 ميكرومتر، وهو مناسب لتلميع أسطح مختلف المواد عالية الدقة. تشمل تطبيقاته الرئيسية: الزجاج البصري، وعدسات الكاميرات، وزجاج شاشات الهواتف المحمولة، وركائز الأقراص الصلبة، وركائز الياقوت LED، والمواد المعدنية عالية الجودة (مثل سبائك التيتانيوم، والفولاذ المقاوم للصدأ، والمجوهرات المعدنية الثمينة)، والأجهزة الخزفية المتطورة (مثل سيراميك الألومينا، وسيراميك نيتريد السيليكون، إلخ). في هذه التطبيقات،أكسيد الزركونيوميمكن لمسحوق التلميع أن يقلل بشكل فعال من عيوب السطح ويحسن الأداء البصري والاستقرار الميكانيكي للمنتجات.
من أجل تلبية متطلبات عمليات التلميع المختلفة،أكسيد الزركونيوميمكن تصنيعه في مسحوق تلميع واحد، أو يمكن خلطه مع مواد تلميع أخرى (مثل أكسيد السيريوم وأكسيد الألومنيوم) للحصول على عجينة تلميع ذات أداء أفضل. بالإضافة إلى ذلك، عادةً ما تعتمد عجينة تلميع أكسيد الزركونيوم عالية النقاء على تقنية التشتت النانوي لتشتيت الجزيئات بشكل كبير في السائل، مما يمنع التكتل ويضمن استقرار عملية التلميع وتجانس السطح النهائي.
بشكل عام، مع التحسين المستمر لمتطلبات جودة السطح في تكنولوجيا المعلومات الإلكترونية، والتصنيع البصري، والفضاء الجوي، والمجالات الطبية الراقية،أكسيد الزركونيومباعتباره نوعًا جديدًا من مواد التلميع عالية الكفاءة، يتمتع أكسيد الزركونيوم بآفاق استخدام واسعة. في المستقبل، ومع التطور المستمر لتكنولوجيا التصنيع فائقة الدقة، سيزداد استخدام أكسيد الزركونيوم في مجال التلميع تقنيًا، مما يُسهم في تلبية احتياجات التصنيع المتقدمة.