Zirconio: metal o cerámica??

Actualmente existe un debate sobre si el zirconio es un metal o una cerámica. Este post pretende aclarar muchas de las dudas y preguntas que recibimos de nuestros pacientes, así como nuestros colegas dentistas.

Zirconio elemento químico:

El zirconio es un elemento químico de número atómico 40 situado en el grupo 4 de la tabla periódica de los elementos. Su símbolo es Zr. Es un metal duro, resistente a la corrosión, similar al acero. En estado puro no se encuentra en la naturaleza. Se puede obtener a través de procesos fisico-químicos complejos. En la tabla periódica de los elementos se encuentra junto al Titanio (Ti). Por este motivo sus propiedades son muy similares.

Zirconio mineral:

Los minerales más importantes en los que se encuentra son el circón (ZrSiO4) y la badeleyita (ZrO2), aunque debido al gran parecido entre el circonio y el hafnio (no hay otros elementos que se parezcan tanto entre sí) realmente estos minerales son mezclas de los dos; los procesos geológicos no han sido capaces de separarlos.

badeleyeita mineral badeleyita mineral

Circón mineral

Abundancia y Obtención:

El circonio no se encuentra en la naturaleza como metal libre, pero sí formando parte de numerosos minerales. La principal fuente de circonio se obtiene del mineral circón (silicato de circonio, ZrSiO4), que se encuentra en depósitos en Australia, Brasil, India, Rusia y Estados Unidos. El circón se obtiene como subproducto de la minería y procesado de minerales de metales pesados de titanio, la ilmenita (FeTiO3) y el rutilo (TiO2), y también de estaño. El circonio y el hafnio se encuentran en el circón en una relación de 50 a 1 y es muy difícil separarlos. También se encuentra en otros minerales, como la badeleyita (ZrO2).

Cantera de zirconio. Australia. Cantera de zirconio. Australia

Arena de zirconio

Esta arena de zirconio es la meteria primera para la obtención del zirconio METAL puro Zr 99% y la CERÁMICA de óxido de zirconio (zirconia, ZrO2).

Producción de Zirconio metal puro (Zr 99%):

Zirconio puro Crystal Bar

Para la obtención del metal con mayor pureza se sigue el proceso Van Arkel basado en la disociación del yoduro de circonio, obteniéndose una esponja de circonio metal denominada crystal-bar.

El zirconio “crystal-bar” se funde para obtener el lingote o barra de zirconio. El zirconio puro se utiliza sobre todo en reactores nucleares y para formar parte de aleaciones con alta resistencia a la corrosión.

Barra de zirconio puro

Es un metal blanco grisáceo, brillante y muy resistente a la corrosión. Es más ligero que el acero con una dureza similar a la del cobre. Cuando está finamente dividido puede arder espontáneamente en contacto con el aire (reacciona antes con el nitrógeno que con el oxígeno), especialmente a altas temperaturas. Es un metal resistente frente a ácidos, pero se puede disolver con ácido fluorhídrico(HF), formando complejos con los fluoruros. Sus estados de oxidación más comunes son +2, +3 y +4.

Producción de la cerámica de zirconio = zirconia = ZrO2

La cerámica de zirconio se obtiene principalmente mediante una cloración reductiva a través del denominado proceso de Kroll: primero se prepara el cloruro, para después reducirlo con magnesio. En procesos semi-industriales se puede realizar la electrólisis de sales fundidas, obteniéndose el circonio en polvo que puede utilizarse posteriormente en pulvimetalurgia.

Zirconia (ZrO2) = cerámica de zirconio

La zirconia es un polvo de cerámica que se utiliza como pigmento blanco para las pinturas, y como abrasivos. A temperatura ambiente presenta una configuración molecular del tipo monoclínico. Esta configuración es extremadamente fragil.

Para mejorar las propiedades de la zirconia (ZrO2) se le añaden otros elementos para estabilizar la estructura, como por ejemplo el Yttrio (Y). A través de una mezcla y fundición a alta temperatura se consigue estabilizar la estructura de cerámcia. El Y-TZP es el policristal tetragonal de zirconio estabilizado con Yttrio.

La cerámica de Y-TZP es lo que en odontología nos referimos cuando hablamos de ZIRCONIO. Simplemente, desde siempre ha sido más fácil verbalizar zirconio que Y-TZP.

Implantes de zirconio (Y-TZP) CeraRoot  y prótesis de zirconio (Y-TZP) con recubrimiento de porcelana para dar color.

Propiedades zirconio

METAL  vs  CERÁMICA

METAL  Zr 99%

  1. Color grisaceo metálico
  2. Enlaces metálicos débiles
  3. Maleable
  4. Dúctil
  5. Desgaste
  6. Conductor térmico
  7. C0nductor eléctrico
  8. se oxida muy facilmente
  9. Corrosión química
  10. Útil en reactores nucleares

CERÁMICA Y-TZP

  1. Color blanco
  2. Enlaces covalentes muy fuertes
  3. Duro
  4. Frágil
  5. Resistente al desgaste
  6. Aislante térmico
  7. Aislante eléctrico
  8. Resistente a la oxidación
  9. No sufre corrosión química
  10. Útil en cerámcas técnicas

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