Hva er zirkonium og hvor brukes det?

Det eldste metallet har unike egenskaper som er etterspurt i ulike livssfærer. Med utviklingen av nye produksjonsteknologier øker populariteten til zirkonium bare. Historiske data, samt egenskapene og sammensetningen til et kjemisk element, vil bidra til å løse denne gåten.

I den berømte tabellen til D.I. Mendeleev tilsvarer atomnummeret til zirkonium 40, dens betegnelse er Zr. Zirkonium tilhører 4. gruppe, står i 5. periode. Massen til atomet er 91,22 g / mol. Atomets radius tilsvarer 160 pikometer. I sentrum er kjernen, samt nøytroner og protoner. Det er 5 baner rundt atomet, som inneholder 40 elektroner. Naturlig materiale er tilstede i form av oksider, salter eller silikater. Utad ser metallet ut som stål. Sammensetningen av metallelementet kan inkludere ytterligere urenheter, på grunn av hvilke forskjellige farger og nyanser oppnås.

Zirkonium bør skilles fra zirkon og cubic zirkonium. Faktum er at zirkonium er et metall som ligner stål. Zirkon er en naturstein som minner om gull. Den inneholder zirkoniumatomer.

Ifølge forskere er zirkonium den eldste kjemiske komponenten, dannet for 3,5 milliarder år siden. Sporene er funnet i de dypeste lagene av jordskorpen. I prosessen med å studere zirkonmineralet var en forsker fra Tyskland Klaproth i stand til å isolere et uløselig konsentrat, zirkoniumdioksid. Denne hendelsen fant sted i 1789.

Den svenske forskeren Berzelius var i stand til å isolere zirkonium som et fritt grunnstoff i 1824. Et rent kjemisk element ble oppnådd først i 1925. Den nederlandske kjemikeren Anton Edurard van Arkel klarte dette. Opprinnelsen til navnet på selve det kjemiske elementet er fortsatt ukjent. Det er en oppfatning at røttene bør finnes i det arabiske språket. Det er et synspunkt at navnet kom fra det persiske språket.

Metall med sølvfarge har god duktilitet. Zirkonium er motstandsdyktig mot korrosjon, alkaliske løsninger, brytes ikke ned i et surt miljø. Den kan enkelt bearbeides ved å rulle, smi eller rulle. Utvendig har materialet et usynlig belegg som pålitelig beskytter mot effekten av gasser, damp, vann. Elementet er motstandsdyktig mot påvirkning av høytemperaturindikatorer, ammoniakk, syrer, alkalier.

I en pulveraktig tilstand, selv ved normal romtemperatur, er et kjemisk element eksplosivt, det er svært brannfarlig. Det skal bemerkes at elementet er nyttig som en urenhet. Det legges til sammensetningen av forskjellige legeringer. Dette øker styrkeegenskapene, slitestyrken til det resulterende materialet. Imidlertid er tilsetning av eventuelle urenheter til et kjemisk element uakseptabelt, siden det forringer egenskapene betydelig.

• Ved en temperatur på 20 C er tettheten av zirkonium 6,5 g / cm3.
• Styrken er 175 MPa.
• Elastisitetsindeksen er 96 MPa.
• Smeltepunktet er 1855 C.
• Kokepunktet er omtrent 4350 C.
• Termisk ledningsevne er 300 K.
• Zirkonium magnetiserer ved oppvarming.
• I sin rene form er elementet av plast. Tilsetning av urenheter i form av nitrogen, oksygen, hydrogen, karbon gjør imidlertid materialet sprøtt.
• Brinell hardhet er 640-670 MN / m2. Denne indikatoren er sterkt påvirket av tilstedeværelsen av oksygen. Jo mer det er, jo mer hardhet. Med høy hardhet kan ikke zirkonium behandles med trykk. Interaksjon med oksygen provoseres av en økning i temperaturindikatorer.
• Zirkonium er stabilt i vann ved temperaturer opp til 300 C.
• Vickers hardhet varierer fra 600 til 1700 MPa.

• Zirkonium har den høyeste oksidasjonstilstanden, som er +4. En lavere oksidasjonshastighet kan finnes i metallet i nærvær av urenheter i form av klor og brom. Oksidasjon skjer ved temperaturer på 200-400 C.
• Når elementet varmes opp til 250 C og over, absorberes hydrogen, som et resultat av at hybrider med metalliske egenskaper dannes.
• Interaksjon med halogener fremmer dannelsen av zirkoniumhalogenider.
• Oksider dannes ved temperaturer på 500 C og over.
• Elektronegativitet er null.
• Den kovalente radiusen er 145 pm.

Zirkonium utvinnes fra malmkonsentrater. Det kan ofte finnes i form av oksider, silikater. I et rent kjemisk grunnstoff forekommer det ikke i jordskorpen. I naturen kan du finne zirkon, baddeleyitt. Forekomster av et kjemisk grunnstoff er spredt over hele verden. Store forekomster er sjeldne. Et stort antall malmforekomster finnes i Australia, Brasil, India, Sør-Afrika. V Russland anses å være rik på malmreserver i Murmansk, Tomsk, Tambov, Nizhny Novgorod-regionene. Førsteplassen når det gjelder tilgjengeligheten av zirkoniumreserver er okkupert av Kolahalvøya.

Ofte, i malmen, sammen med zirkonium, er hafnium til stede, som har lignende egenskaper. Hvert element har individuelt verdifulle egenskaper, men kombinasjonen deres er uakseptabel, da det gjør det naturlige materialet uegnet for bruk. For å skille ett kjemisk element fra et annet, brukes et flertrinns rensesystem. Dette øker kostnadene ved produksjon av zirkonium betydelig. I industrien brukes zirkoniumdioksidkonsentrater, som oppnås ved å anrike malm.

Det finnes ulike metoder for metallgjenvinning.

• Klorid. Krols metode er basert på klorering av zirkoniumdioksid. Videre er det renset og restaurert med magnesium. Den hyppige bruken av metoden skyldes den relativt rimelige kostnaden. Det er 2 måter å klorere på. Den direkte prosessen utføres ved temperaturer fra 900 C til 1000 C. Den andre metoden består i klorering av den opprinnelige blandingen ved temperaturer fra 400 C til 900 C.
• Fluor. Metoden innebærer sintring av en konsentrert blanding av zirkonium med kalium ved en temperatur på 600 til 700 C. Det resulterende konsentratet alkaliseres og renses. Deretter utføres elektrolyse av smelten og metallkomponenten isoleres.
• Alkalisk. Metoden er designet for å isolere zirkoniumdioksid. For å oppnå et metallelement utføres en fluor- eller kloridmetode. Gjennom alkaliseringsprosessen omdannes zirkoniumet til en løselig komponent. Dette gjøres ved å sintre for eksempel med en blanding av kalsiumkarbonat og kalsiumklorid ved temperaturer fra 1000 til 1300 C. Deretter utføres alkalisering, rensing, hydrolyse og kalsinering. Således oppnås zirkonium under laboratorieforhold. Fra sluttproduktet dannes det stenger som sendes til produksjon.

Avhengig av bruksområdet kan det kjemiske elementet presenteres som en hard legering med sølvfarge eller i form av et blått pulver. Edelstener syntetisert fra et kjemisk element kan ha forskjellige nyanser. Beskrivelsen av fargen, dens intensitet avhenger av mengden og typen urenheter, for eksempel cerium, titan, erbium, krom. Også zirkoniumsilikat, som er en del av zirkon, er representert av følgende varianter.

• Hyasint. Har en brun, rød eller rosa fargetone.
• Matarskiy diamant. Den gjennomsiktige steinen har ingen farge, den er utvunnet på øya Matara.
• Sjargong. Forskjellig i nærvær av et strå, gylden fargetone.
• Stjernebelyst. En gjennomsiktig stein med en blå fargetone.
• Malacon. Har en mørkebrun farge.

Avhengig av typen, tilstanden til et kjemisk element, er bruken utbredt i ulike livssfærer.

• Metallet brukes til industrielle formål, i smykker, i hverdagen.
• I industrien brukes ofte zirkon, zirkoniumsilikat, zirkoniumdioksid, baddeleyitt.
• I metallurgisk industri brukes det kjemiske elementet til legering av stål. Det er lagt til legeringer for å forbedre kvaliteten. Takket være zirkonium øker styrken og skjæreprosessen forenkles.
• Ved fremstilling av pyroteknikk brukes zirkonium i form av et pulver. Når blandingen brenner, er det ingen røyk, derfor brukes den til å lage fyrverkeri, salutter.
• I den kjemiske industrien brukes zirkonium til fremstilling av slitesterk keramikk.
• Metallet er mye brukt i produksjon av militært utstyr, for eksempel for fremstilling av avstandsbomber, kuler, raketter med belysning. Metalllegeringer er en integrert del av atomreaktordesign.
• Produksjonen av emalje, keramikk, glasur er heller ikke komplett uten deltakelse av zirkonium. I dette tilfellet brukes zirkoniumoksid. Det blir ikke mørkere, har et presentabelt utseende og forbedrer produktkvaliteten.
• Metallet brukes i skinngarving. I dette tilfellet brukes forbindelser med sulfat.
• I verkstedindustrien brukes metall til fremstilling av pumper, stengeventiler.
• I motsetning til blyforkle, er selv et tynt metallark mye mer effektivt for å beskytte mot inntrengning av røntgenstråler.
• På grunn av metallets helbredende egenskaper, brukes det i ulike felt av medisin.
• Zirkoniumkomponenter forårsaker ikke en allergisk reaksjon, avvisning, slitestyrke, styrke, plastisitet. De brukes i traumatologi for å behandle ulike brudd.
• Den utbredte bruken av zirkoniumdioksid i tannbehandling skyldes fraværet av en irriterende faktor når den utsettes for bløtvev eller beinstruktur. Verktøy, tannimplantater, kroner, stifter, plater, klemmer, suturer er laget av metall.
• Smykker laget av zirkoniumdioksid og kubisk zirkonium er kjent ikke bare for sitt utsøkte utseende, men også for sin gunstige effekt på hele kroppen.
• Konstant bruk av armbånd eller belter har en helbredende effekt for hudsykdommer som eksem, dermatitt, psoriasis. Metall normaliserer blodtrykket, gir energi, lindrer søvnløshet. Zirkonium bidrar til å forbedre tilstanden ved sykdommer i muskel- og skjelettsystemet.
• Dessuten har metallet en bakteriedrepende effekt. Den er kjent for sin evne til raskt å lege sår. Hvis du tar på deg zirkoniumøredobber rett etter at du har tatt hull i øreflippene, vil tilhelingen gå raskere.
• Det er en oppfatning at det kjemiske elementet lindrer smerte, har en gunstig effekt på det kardiovaskulære systemet, forbedrer pusten, bekjemper tarminfeksjoner, virus og har en anti-krefteffekt.
• Det kjemiske elementet brukes aktivt i litoterapi i behandlingen av sykdommer i det endokrine systemet.

Det er en oppfatning at det, avhengig av fargeskalaen, er en annen effekt på kroppen.

• Ved forkjølelse anbefales det å bruke svart metall.
• Hvis du har dårlig appetitt, vil et element med en rød fargetone hjelpe.
• Brun brukes til å rense kroppen.
• Gjennomsiktige mineraler eller blå steiner hjelper til med å gjenopprette stoffskiftet.

Servise er laget av zirkonium, for eksempel krus, skjeer, glass og andre redskaper. Metallet brukes også i optikk, som er designet for å fungere under ekstreme forhold, for eksempel ved høye temperaturer eller skarpe endringer i det. Cubic zirconia har en stor brytningsvinkel, dette brukes til fremstilling av linser. Separat bør nevnes bruken av metall i smykker. I gamle tider ble zirkon kalt en "ufullkommen diamant" fordi etter å ha blitt kuttet ble glansen deres falmet sammenlignet med natursteiner.

Det er verdt å merke seg at små steiner brukes til smykker, siden de er tryggere når det gjelder strålingsstråling. De er svakt farget og har liten gjennomsiktighet. Store steiner er preget av overdreven radioaktivitet. De er ugjennomsiktige og fargesterke. Slike steiner kan ikke lagres hjemme, kuttes eller transporteres. Zirkonium brukes til fremstilling av ringer, øredobber, tiaraer, anheng, anheng. Lag ofte metallinnsatser til produkter, sprøyting.

Riktig pleie og oppbevaring vil holde smykket intakt. Rengjøring anbefales med en klut fuktet i såpevann. Deretter vaskes produktet under vann, tørkes tørt, poleres med flanell. Steiner holdes best adskilt fra andre smykker. Dette vil unngå mekanisk skade.

For ikke å ta feil av produktets autentisitet, bør du ta hensyn til følgende punkter.

• Brytningsstruktur av lysstråler. Det skal være mangesidig.
• Tilstedeværelsen av en metallisk glans. Den er preget av sin enhetlighet.
• Tilstedeværelsen av gulaktige flekker.

I middelalderen laget spanske gullsmeder unike smykker av zirkon, som var svært radioaktivt. Utseendemessig lignet de veldig på edelstener. Å bruke slike smykker var ekstremt farlig. Selv i eldgamle tider ble det bemerket at langvarig bruk av store mørkfargede steiner førte til eierens forestående død. Hyasinten ble oppkalt etter blomsten. I følge mytologien dyrket Apollo en blomst fra blodet til en ung mann ved navn Hyacinth, som Apollo elsket veldig mye.

På grunn av glansen, tilstedeværelsen av forskjellige farger, kan steinen lett forveksles med diamant, safir, turmalin eller topas. Dette ble ofte brukt av svindlere, og utpekte smykker som smykker. Innbyggerne i Asia idoliserte steinen og utstyrte den med magiske egenskaper. For dem var han en talisman. Amuletter og anheng ble laget av det.

I India var steinen utstyrt med evnen til å kontrollere solen, månen. Det ble antatt at talismanen hjelper forskere, forretningsmenn, vandrere og også elskere i virksomheten. Astrologer ga også oppmerksomhet til steinens unike egenskaper. Etter deres mening, zirkonium er egnet for Væren, Steinbukken, Vannmannen. Dens bruk bør begrenses, eller til og med unngås helt av Tyren, Vekten, Skytten, Kreft.

Så, gule eller blå mineraler med metallisk glød er ideelle for vannmannen. Å bruke produktet bidrar til utvikling av intuisjon, analytiske ferdigheter og fremveksten av utsøkt smak. Men for Steinbukken er en blåfarget stein egnet, som anbefales å bære på venstre side. Dette forsterker den magiske forbindelsen. Halm eller røde steiner er mer egnet for Væren. Å bruke produktet bidrar til utvikling av magiske evner, oppmerksomhet, forsiktighet.