Таблица Менделеева
анализ спектра с помощью рентгенофлуоресцентного спектрометра.
|
Цирко́ний — элемент побочной подгруппы четвёртой группы пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, атомный номер 40. Обозначается символом Zr
(лат. Zirconium). Простое вещество цирконий (CAS-номер: 7440-67-7) — блестящий металл серебристо-серого цвета. Обладает высокой пластичностью, устойчив к коррозии. Существует в двух
кристаллических модификациях: α-Zr с гексагональной решёткой типа магния, β-Zr с кубической объёмноцентрированной решёткой типа α-Fe, температура перехода α↔β 863 °C
Цирконий в свободном состоянии представляет собой блестящий металл. Не содержащий примесей цирконий пластичен и легко поддаeтся горячей и холодной обработке. Одно из наиболее ценных свойств циркония - его высокая стойкость против коррозии в различных средах.
Нахождение в природе
Соединения циркония широко распространены в литосфере. В природе распространены главным образом циркон (ZrSiO4), бадделеит (ZrO2) и различные сложные минералы. Во всех земных месторождениях цирконию сопутствует
Hf, который входит в минералы циркона благодаря изоморфному замещению атома Zr.
Циркон является самым распространенным циркониевым минералом. Он встречается во всех типах пород, но главным образом в гранитах и сиенитах. В графстве Гиндерсон (шт. Сев. Каролина) в
пегматитах были найдены кристаллы циркона длиной в несколько сантиметров, а на Мадагаскаре были обнаружены кристаллы, вес которых исчисляется килограммами.
Бадделеит был найден Юссаком в 1892 г в Бразилии. Основное месторождение находится в районе Посус-ди-Калдас (Бразилия). Там была найдена глыба бадделеита весом около 30 т, а в водных
потоках и вдоль обрыва бадделеит встречается в виде аллювиальной гальки диаметром до 7,5 мм, известной под названием фавас (от португальского fava — боб). Фавас обычно содержит свыше 90 % двуокиси циркония.
Применение циркония и его соединений
В промышленности цирконий стал применяться с 30-х годов XX века. Из-за высокой стоимости его применение ограничено. Единственным предприятием, специализирующемся на производстве циркония
в России (и на территории бывшего СССР), является Чепецкий механический завод (Глазов, Удмуртия).
Применение Циркония в атомной энергетике
Цирконий имеет очень малое сечение захвата тепловых нейтронов. Поэтому металлический цирконий, не содержащий гафния, и его сплавы применяются в атомной энергетике для изготовления
тепловыделяющих элементов, теплообменников и других конструкций атомных реакторов, а так же как весьма эффективный замедлитель нейтронов.
Применение Циркония в металлургической промышленности
в металлургии применяется в качестве лигатуры. Хороший раскислитель и деазотатор, по эффективности превосходит Mn, Si, Ti. Легирование сталей цирконием (до 0,8 %) повышает их механические свойства и
обрабатываемость. Делает также более прочными и жаростойкими сплавы меди при незначительной потере электропроводности. Диоксид циркония (т. пл. 2700 °C) применяется при производство огнеупоров-бакоров
(бакор — бадделеит-корундовая керамика). Применяется в качестве заменителя шамота. Огнеупоры на основе стабилизированной двуокиси применяются в металлургической промышленности для желобов,
стаканов при непрерывной разливке сталей, тиглей для плавки редкоземельных элементов. Также применяется в керметах — керамикометаллических покрытиях, которые обладают высокой твёрдостью и
устойчивостью ко многим химическим реагентам, выдерживают кратковременные нагревания до 2750 °C. Диборид циркония ZrB2 — кермет, в различных смесях с нитридом тантала и карбидом кремния -
материал для производства резцов.
Применение Циркония в пиротехнике
цирконий обладает замечательной способностью сгорать в кислороде воздуха (температура самовоспламенения — 250 °C) практически без выделения дыма, с высокой скоростью и развивая наиболее высокую
температуру из всех металлических горючих (4650 °C). За счет высокой температуры образующаяся двуокись циркония излучает значительное количество света, что используется очень широко в пиротехнике
(производство салютов и фейерверков), производстве химических источников света применяемых в различных областях деятельности человека (факелы, осветительные ракеты, осветительные бомбы, ФОТАБ — фотоавиабомбы).
В этой сфере повышеный интерес имеет не только металлический цирконий, но и его сплавы с церием (значительно больший световой поток). Порошкообразный цирконий применяют в смеси с окислителями (бертолетова соль)
как бездымное средство в сигнальных огнях пиротехники и в запалах, заменяя гремучую ртуть и азид свинца.
Применение Циркония в научных исследованиях (в области исследования низких температур)
Сверхпроводящий сплав 75 % Nb и 25 % Zr (сверхпроводимость при 4,2 K) выдерживает нагрузку до 100 000 А/см.
Применение циркония в оптической промышленности - на основе кубической модификации двуокиси циркония, стабилизированной скандием, иттрием, редкими землями, получают материал — фианит
(от ФИАНа где он был впервые получен), фианит применяется в качестве оптического материала с большим коэффициентом преломления (линзы плоские).
Применение Циркония в качестве конструкционного материала --
идет на изготовление кислотостойких химических реакторов, арматуры, насосов, при получении синтетических волокон, и производстве некоторых видов проволоки (волочение).
Цирконий применяют как заменитель благородных металлов.
Применение Циркония в стекловарении - циркон «обезжелезненный» применяется в виде различных огнеупоров для футеровки стекловаренных и металлургических печей.
Применение Циркония в строительных отраслях — на производстве строительной керамики, эмалей и глазурей для сантехнических изделий.
Применение Циркония в легкой промышленности
Цирконий применяется для изготовления разнообразной посуды, обладающей отличными гигиеническими свойствами благодаря высокой химической стойкости.
Применение циркония в лакокрасочной промышленности - двуокись — глушитель эмалей, придает им белый и непрозрачный цвет.
Применение циркония в ювелирной промышленности -- в качестве синтетического ювелирного камня (дисперсия, показатель преломления и игра цвета больше, чем у бриллианта).
Применение циркония в авиакосмической промышленности - карбид циркония (т. пл. 3530 °C) важнейший конструкционный материал для твердофазных ядерных реактивных двигателей.
Гидрид циркония применяется в качестве компонента ракетного топлива. Бериллид циркония чрезвычайно твёрд и устойчив к окислению на воздухе до 1650 °C, применяется в авиакосмической технике
(двигатели, сопла, реакторы, радиоизотопные электрогенераторы)
При нагревании диоксид циркония проводит ток, что иногда используется для получения нагревательных элементов устойчивых на воздухе при очень высокой температуре.
Нагретый цирконий способен проводить ионы кислорода как твердый электролит. Это свойство используется в промышленных анализаторах кислорода.
Warning: require(): http:// wrapper is disabled in the server configuration by allow_url_fopen=0 in /home/radonika/skyrays.ru/tab/Zr.php on line 203
Warning: require(http://www.skyrays.ru/product/footer.php): failed to open stream: no suitable wrapper could be found in /home/radonika/skyrays.ru/tab/Zr.php on line 203
Fatal error: require(): Failed opening required 'http://www.skyrays.ru/product/footer.php' (include_path='.:/usr/local/share/pear') in /home/radonika/skyrays.ru/tab/Zr.php on line 203
|
