Silicate de zirconium

Orthosilicate de zirconium
__ Zr^4+     __ Si^4+     __ O^2− Structure cristalline du silicate de zirconium
Identification
Nom systématique	silicate de zirconium(IV)
Synonymes	silicate de zirconium, orthosilicate de zirconium
N^o CAS	10101-52-7
N^o ECHA	100.030.216
N^o CE	233-252-7
PubChem	61775
SMILES	[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[Zr+4] PubChem, vue 3D
InChI	Std. InChI : vue 3D InChI=1S/O4Si.Zr/c1-5(2,3)4;/q-4;+4 Std. InChIKey : GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N
Apparence	poudre gris clair inodore[1]
Propriétés chimiques
Formule	O4SiZrZrSiO4
Masse molaire[2]	183,307 ± 0,004 g/mol O 34,91 %, Si 15,32 %, Zr 49,77 %,
Propriétés physiques
T° fusion	2 550 °C[1]
Solubilité	insoluble dans l'eau[1]
Masse volumique	3,9 g/cm^3[3]
Cristallographie
Système cristallin	Tétragonal
Classe cristalline ou groupe d’espace	I41/amd (n^o 141) tétragonal Hermann-Mauguin : ${\displaystyle I\ 4_{1}/a\ 2/m\ 2/d\,}$ Hermann-Mauguin court : ${\displaystyle I4_{1}/amd\,}$ Schoenflies : ${\displaystyle D_{4h}^{19}\,}$
Précautions
NFPA 704[1]
0 0 0
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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Le silicate de zirconium, ou orthosilicate de zirconium, est un composé chimique de formule ZrSiO₄. Il est présent dans le milieu naturel sous la forme de zircon, un nésosilicate. La substance pure est un solide gris clair inodore pratiquement insoluble dans l'eau, les acides (y compris l'eau régale) et les bases. Il a une dureté de 7,5 sur l'échelle de Mohs^[4]. Il cristallise dans le système tétragonal^[5] selon le groupe d'espace I4₁/amd (n^o 141)^[6] avec pour paramètres a = 671 pm et c = 604 pm^[7]. Il se décompose à 1 673 °C en dioxyde de zirconium ZrO₂ et en dioxyde de silicium SiO₂^[5], la substance obtenue fondant à environ 2 550 °C^[1].

Il est utilisé dans la fabrication de matériaux réfractaires ayant une bonne résistance à la corrosion alcaline^[8]. Il est également utilisé dans la fabrication de certaines céramiques, émaux et glaçures de céramiques. Il est utilisé comme agent opacifiant dans les émaux et les glaçures et peut également être présent dans certains ciments. Un autre usage du silicate de zirconium est son incorporation comme abrasif pour meules / meulage et rectification.

Des couches minces de silicate de zirconium(IV) et de silicate d'hafnium(IV) HfSiO₄ déposées par CVD, généralement par MOCVD, peuvent être utilisées comme diélectriques high-κ à la place du SiO₂ dans l'industrie des semiconducteurs^[9] .

Notes et références

1. « Fiche du composé Zirconium silicate  », sur Alfa Aesar (consulté le 22 décembre 2022).
2. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
3. (en) « Zirconium Silicate », sur americanelements.com, American Elements (en) (consulté le 13 décembre 2022).
4. (en) P. Patnaik, Handbook of inorganic chemicals, McGraw-Hill Professional, 2002, p. 1002. (ISBN 0-07-049439-8)
5. (en) Arno Kaiser, Markus Lobert et Rainer Telle, « Thermal stability of zircon (ZrSiO₄) », Journal of the European Ceramic Society, vol. 28, n^o 11,‎ 2008, p. 2199-2211 (DOI 10.1016/j.jeurceramsoc.2007.12.040, lire en ligne).
6. (en) Mailadil T. Sebastian, Rick Ubic et Heli Jantunen, Microwave Materials and Applications, John Wiley & Sons, 2017. (ISBN 978-1-119-20855-6)
7. (en) « ZrSiO₄ », sur materialsproject.org (DOI 10.17188/1208424, consulté le 23 décembre 2022).
8. (en) Ralph H. Nielsen et Gerhard Wilfing, « Zirconium and Zirconium Compounds », Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry,‎ 15 avril 2010 (DOI 10.1002/14356007.a28_543.pub2, lire en ligne).
9. (en) David R. Lide, Handbook of Chemistry and Physics, 87^e  éd., CRC Press, 1998, p. 4-96. (ISBN 978-0-8493-0594-8)