Vad är zirkonium och var används det?

Den äldsta metallen har unika egenskaper som efterfrågas inom livets olika sfärer. Med utvecklingen av ny produktionsteknik ökar populariteten för zirkonium bara. Historiska data, såväl som egenskaperna och sammansättningen av ett kemiskt element, kommer att hjälpa till att reda ut denna gåta.

I den berömda tabellen för D.I. Mendeleev motsvarar atomnumret för zirkonium 40, dess beteckning är Zr. Zirkonium tillhör den 4:e gruppen, står i den 5:e perioden. Atomens massa är 91,22 g / mol. Atomens radie motsvarar 160 picometers. I mitten finns kärnan, samt neutroner och protoner. Det finns 5 banor runt atomen, som innehåller 40 elektroner. Naturmaterial finns i form av oxider, salter eller silikater. Utåt ser metallen ut som stål. Sammansättningen av metallelementet kan innehålla ytterligare föroreningar, på grund av vilka olika färger och nyanser erhålls.

Zirkonium bör särskiljas från zirkon och cubic zirkonium. Faktum är att zirkonium är en metall som liknar stål. Zirkon är en natursten som påminner om guld. Den innehåller zirkoniumatomer.

Enligt forskare är zirkonium den äldsta kemiska komponenten, bildad för 3,5 miljarder år sedan. Dess spår har hittats i de djupaste lagren av jordskorpan. I processen att studera zirkonmineralet kunde en forskare från Tyskland Klaproth isolera ett olösligt koncentrat, zirkoniumdioxid. Denna händelse ägde rum 1789.

Den svenske vetenskapsmannen Berzelius kunde 1824 isolera zirkonium som ett fritt grundämne. Ett rent kemiskt element erhölls först 1925. Den holländska kemisten Anton Edurard van Arkel lyckades göra detta. Ursprunget till namnet på själva det kemiska elementet är fortfarande okänt. Det finns en uppfattning om att rötterna ska finnas i det arabiska språket. Det finns en synpunkt att namnet kom från det persiska språket.

Metall med silverfärgad färg har god duktilitet. Zirkonium är resistent mot korrosion, alkaliska lösningar, bryts inte ned i en sur miljö. Den kan lätt bearbetas genom valsning, smide eller valsning. Utanför har materialet en osynlig beläggning som på ett tillförlitligt sätt skyddar mot effekterna av gaser, ånga, vatten. Elementet är resistent mot påverkan av högtemperaturindikatorer, ammoniak, syror, alkalier.

I pulverform, även vid normal rumstemperatur, är ett kemiskt element explosivt, det är mycket brandfarligt. Det bör noteras att elementet är användbart som en förorening. Det läggs till sammansättningen av olika legeringar. Detta ökar hållfasthetsegenskaperna, slitstyrkan hos det resulterande materialet. Tillsatsen av eventuella föroreningar till ett kemiskt element är dock oacceptabelt, eftersom det avsevärt försämrar dess egenskaper.

• Vid en temperatur på 20 C är densiteten för zirkonium 6,5 g / cm3.
• Styrkan är 175 MPa.
• Elasticitetsindex är 96 MPa.
• Smältpunkten är 1855 C.
• Kokpunkten är cirka 4350 C.
• Värmeledningsförmågan är 300 K.
• Zirkonium magnetiserar vid uppvärmning.
• I sin rena form är elementet plast. Men tillsatsen av föroreningar i form av kväve, syre, väte, kol gör materialet sprött.
• Brinells hårdhet är 640-670 MN/m2. Denna indikator påverkas i hög grad av närvaron av syre. Ju mer det är, desto hårdare. Med en hög hårdhet kan zirkonium inte bearbetas med tryck. Interaktion med syre provoceras av en ökning av temperaturindikatorer.
• Zirkonium är stabilt i vatten vid temperaturer upp till 300 C.
• Vickers hårdhet sträcker sig från 600 till 1700 MPa.

• Zirkonium har det högsta oxidationstillståndet, vilket är +4. En lägre oxidationshastighet kan hittas i metallen i närvaro av föroreningar i form av klor och brom. Oxidation sker vid temperaturer på 200-400 C.
• När elementet värms upp till 250 C och över absorberas väte, vilket resulterar i att hybrider med metalliska egenskaper bildas.
• Interaktion med halogener främjar bildningen av zirkoniumhalider.
• Oxider bildas vid temperaturer på 500 C och över.
• Elektronegativiteten är noll.
• Den kovalenta radien är 145 pm.

Zirkonium bryts ur malmkoncentrat. Det kan ofta hittas i form av oxider, silikater. I ett rent kemiskt grundämne förekommer det inte i jordskorpan. I naturen kan du hitta zirkon, baddeleyit. Avlagringar av ett kemiskt element är utspridda över hela världen. Stora fyndigheter är sällsynta. Ett stort antal malmfyndigheter finns i Australien, Brasilien, Indien, Sydafrika. V Ryssland anses vara rikt på malmreserver i regionerna Murmansk, Tomsk, Tambov, Nizhny Novgorod. Den första platsen när det gäller tillgängligheten av zirkoniumreserver är ockuperad av Kolahalvön.

Ofta, i malmen, tillsammans med zirkonium, finns hafnium, som har liknande egenskaper. Varje element har individuellt värdefulla egenskaper, men deras kombination är oacceptabel, eftersom det gör det naturliga materialet olämpligt för användning. För att separera ett kemiskt element från ett annat används ett reningssystem i flera steg. Detta ökar avsevärt kostnaden för zirkoniumproduktion. Inom industrin används zirkoniumdioxidkoncentrat, som erhålls genom anrikning av malm.

Det finns olika metoder för metallåtervinning.

• Klorid. Krols metod bygger på klorering av zirkoniumdioxid. Vidare utförs rengöring, restaurering med hjälp av magnesium. Den frekventa användningen av metoden beror på dess relativt billiga kostnad. Det finns 2 sätt att klorera på. Den direkta processen utförs vid temperaturer från 900 C till 1000 C. Den andra metoden består i klorering av den initiala blandningen vid temperaturer från 400 C till 900 C.
• Fluorid. Metoden går ut på att sintra en koncentrerad blandning av zirkonium med kalium vid en temperatur av 600 till 700 C. Det resulterande koncentratet alkaliseras och renas. Därefter utförs elektrolys av smältan och metallkomponenten isoleras.
• Alkalisk. Metoden är utformad för att isolera zirkoniumdioxid. För att erhålla ett metallelement utförs en fluorid- eller kloridmetod. Genom alkaliseringsprocessen omvandlas zirkoniumet till en löslig komponent. Detta görs genom att exempelvis sintra med en blandning av kalciumkarbonat och kalciumklorid vid temperaturer från 1000 till 1300 C. Därefter utförs alkalinisering, rening, hydrolisering och kalcinering. Således erhålls zirkonium under laboratorieförhållanden. Från slutprodukten bildas stavar som skickas till produktion.

Beroende på användningsområde kan det kemiska elementet presenteras som en hård legering med en silverfärgad nyans eller i form av ett blått pulver. Ädelstenar syntetiserade från ett kemiskt element kan vara av olika nyanser. Beskrivningen av färgen, dess intensitet beror på mängden och typen av föroreningar, till exempel cerium, titan, erbium, krom. Också zirkoniumsilikat, som är en del av zirkon, representeras av följande sorter.

• Hyacint. Har en brun, röd eller rosa nyans.
• Matarskiy diamant. Den genomskinliga stenen har ingen färg, den bryts på ön Matara.
• Jargong. Skiljer sig i närvaro av ett halm, gyllene nyans.
• Stjärnbelyst. En genomskinlig sten med en blå nyans.
• Malacon. Har en mörkbrun färg.

Beroende på typen, tillståndet hos ett kemiskt element, är dess användning utbredd inom olika livssfärer.

• Metallen används för industriella ändamål, i smycken, i vardagen.
• Inom industrin används ofta zirkon, zirkoniumsilikat, zirkoniumdioxid, baddeleyit.
• I den metallurgiska industrin används det kemiska elementet för legering av stål. Det läggs till legeringar för att förbättra kvaliteten. Tack vare zirkonium ökar styrkan, och skärprocessen underlättas.
• Vid tillverkning av pyroteknik används zirkonium i form av ett pulver. När blandningen brinner finns det ingen rök, därför används den för att skapa fyrverkerier, saluter.
• Inom den kemiska industrin används zirkonium vid tillverkning av slitstark keramik.
• Metallen används i stor utsträckning vid tillverkning av militär utrustning, till exempel för tillverkning av distansbomber, kulor, raketer med belysning. Metallegeringar är en integrerad del av kärnreaktorkonstruktioner.
• Produktionen av emalj, keramik, glasyr är inte heller komplett utan medverkan av zirkonium. I detta fall används zirkoniumoxid. Det mörknar inte, har ett presentabelt utseende och förbättrar produktkvaliteten.
• Metallen används vid garvning av läder. I detta fall används föreningar med sulfat.
• Inom verkstadsindustrin används metall vid tillverkning av pumpar, avstängningsventiler.
• Till skillnad från blyförkläden är även en tunn metallplåt mycket effektivare för att skydda mot penetrering av röntgenstrålar.
• På grund av metallens helande egenskaper används den inom olika medicinska områden.
• Zirkoniumkomponenter orsakar inte en allergisk reaktion, avstötning, slitstyrka, styrka, plasticitet. De används inom traumatologi vid behandling av olika frakturer.
• Den utbredda användningen av zirkoniumdioxid inom tandvården beror på frånvaron av en irriterande faktor när den utsätts för mjuka vävnader eller benstruktur. Verktyg, tandimplantat, kronor, häftklamrar, plattor, klämmor, suturer är gjorda av metall.
• Smycken gjorda av zirkoniumdioxid och cubic zirkonium är kända inte bara för sitt utsökta utseende, utan också för sin välgörande effekt på hela kroppen.
• Att ständigt bära armband eller bälten har en läkande effekt för hudsjukdomar som eksem, dermatit, psoriasis. Metall normaliserar blodtrycket, ger energi, lindrar sömnlöshet. Zirkonium hjälper till att förbättra tillståndet vid sjukdomar i muskel- och skelettsystemet.
• Dessutom har metallen en bakteriedödande effekt. Det är känt för sin förmåga att snabbt läka sår. Om du sätter på dig zirkoniumörhängen direkt efter att du har tagit hål i örsnibbarna kommer läkningen att gå snabbare.
• Det finns en åsikt om att det kemiska elementet lindrar smärta, har en gynnsam effekt på det kardiovaskulära systemet, förbättrar andningen, bekämpar tarminfektioner, virus och har en anticancereffekt.
• Det kemiska elementet används aktivt i litoterapi vid behandling av sjukdomar i det endokrina systemet.

Det finns en åsikt att det, beroende på färgskalan, finns en annan effekt på kroppen.

• För förkylningar rekommenderas att använda black metal.
• Om du har dålig aptit hjälper ett element med en röd nyans.
• Brun används för att rengöra kroppen.
• Transparenta mineraler eller blå stenar hjälper till att återställa ämnesomsättningen.

Servisen är gjord av zirkonium, till exempel muggar, skedar, glas och andra redskap. Metallen används också i optik, som är utformad för att fungera under extrema förhållanden, till exempel vid höga temperaturer eller skarpa förändringar i den. Cubic zirconia har en stor brytningsvinkel, detta används vid tillverkning av linser. Separat bör nämnas användningen av metall i smycken. I forntida tider kallades zirkon för en "imperfekt diamant" för efter att ha blivit slipad var deras glans blekt jämfört med naturstenar.

Det bör nämnas att små stenar används för smycken, eftersom de är säkrare när det gäller strålning. De är svagt färgade och har liten genomskinlighet. Stora stenar kännetecknas av överdriven radioaktivitet. De är ogenomskinliga och färgglada. Sådana stenar kan inte förvaras hemma, skäras eller transporteras. Zirkonium används vid tillverkning av ringar, örhängen, tiaror, hängen, hängen. Gör ofta metallinsatser till produkter, sprutning.

Korrekt skötsel och förvaring kommer att hålla smyckena intakta. Rengöring rekommenderas med en trasa indränkt i tvålvatten. Därefter tvättas produkten under vatten, torkas torr, poleras med flanell. Stenar hålls bäst åtskilda från andra smycken. Detta kommer att undvika mekanisk skada.

För att inte ta fel på produktens äkthet bör du vara uppmärksam på följande punkter.

• Refraktionsstruktur av ljusstrålar. Det ska vara mångfacetterat.
• Närvaron av en metallisk lyster. Det kännetecknas av dess enhetlighet.
• Förekomsten av gulaktiga fläckar.

Under medeltiden tillverkade spanska juvelerare unika smycken av zirkon, som var mycket radioaktivt. Till utseendet liknade de mycket ädelstenar. Att bära sådana smycken var extremt farligt. Även i forntida tider noterades det att långvarig bärande av stora mörkfärgade stenar ledde till ägarens förestående död. Hyacinten fick sitt namn efter blomman. Enligt mytologin odlade Apollo en blomma från blodet från en ung man vid namn Hyacinth, som Apollo älskade mycket.

På grund av briljansen, närvaron av olika färger, kan stenen lätt förväxlas med diamant, safir, turmalin eller topas. Detta användes ofta av bedragare och utsåg smycken som smycken. Invånarna i Asien idoliserade stenen och försåg den med magiska egenskaper. För dem var han en talisman. Amuletter och hängen gjordes av den.

I Indien var stenen utrustad med förmågan att kontrollera solen, månen. Man trodde att talismanen hjälper forskare, affärsmän, vandrare och även älskare i affärer. Astrologer uppmärksammade också stenens unika egenskaper. Enligt deras åsikt, zirkonium är lämplig för Väduren, Stenbocken, Vattumannen. Dess bärande bör begränsas, eller till och med undvikas helt av Oxen, Vågen, Skytten, Kräftan.

Så, gula eller blå mineraler med metalliskt sken är idealiska för Vattumannen. Att bära produkten bidrar till utvecklingen av intuition, analytiska färdigheter och uppkomsten av utsökt smak. Men för Stenbockar är en blåfärgad sten lämplig, som rekommenderas att bäras på vänster sida. Detta förstärker den magiska kopplingen. Halm eller röda stenar är mer lämpliga för Väduren. Att bära produkten bidrar till utvecklingen av magiska förmågor, uppmärksamhet, försiktighet.