Шта је цирконијум и где се користи?

Најстарији метал има јединствена својства која су тражена у различитим сферама живота. Са развојем нових производних технологија, популарност цирконијума се само повећава. Историјски подаци, као и својства и састав хемијског елемента, помоћи ће да се одгонетне ова загонетка.

У познатој табели Д.И. Менделејева, атомски број цирконијума одговара 40, његова ознака је Зр. Цирконијум припада 4. групи, налази се у 5. периоду. Маса атома је 91,22 г / мол. Радијус атома одговара 160 пикометара. У центру је језгро, као и неутрони и протони. Око атома постоји 5 орбита које садрже 40 електрона. Природни материјал је присутан у облику оксида, соли или силиката. Споља, метал изгледа као челик. Састав металног елемента може укључивати додатне нечистоће, због чега се добијају различите боје и нијансе.

Цирконијум треба разликовати од циркона и кубног цирконијума. Чињеница је да је цирконијум метал који подсећа на челик. Циркон је природни камен који подсећа на злато. Садржи атоме цирконијума.

Према научницима, цирконијум је најстарија хемијска компонента, настала пре 3,5 милијарди година. Његови трагови пронађени су у најдубљим слојевима земљине коре. У процесу проучавања минерала циркона, научник из Немачке Клапрот је успео да изолује нерастворљиви концентрат, цирконијум диоксид. Овај догађај се догодио 1789. године.

Шведски научник Берцелиус је успео да изолује цирконијум као слободан елемент 1824. Чист хемијски елемент добијен је тек 1925. године. Холандски хемичар Антон Едурард ван Аркел успео је да то уради. Порекло назива самог хемијског елемента још увек није познато. Постоји мишљење да корене треба пронаћи у арапском језику. Постоји становиште да је име дошло из персијског језика.

Метал сребрне боје има добру дуктилност. Цирконијум је отпоран на корозију, алкалне растворе, не разграђује се у киселој средини. Може се лако обрадити ваљањем, ковањем или ваљањем. Споља, материјал има невидљиви премаз који поуздано штити од утицаја гасова, паре, воде. Елемент је отпоран на утицај индикатора високе температуре, амонијака, киселина, алкалија.

У прашкастом стању, чак и на нормалној собној температури, хемијски елемент је експлозиван, веома је запаљив. Треба напоменути да је елемент користан као нечистоћа. Додаје се у састав различитих легура. Ово повећава карактеристике чврстоће, отпорност на хабање добијеног материјала. Међутим, додавање било каквих нечистоћа у хемијски елемент је неприхватљиво, јер значајно нарушава његова својства.

• На температури од 20 Ц, густина цирконијума је 6,5 г / цм3.
• Снага је 175 МПа.
• Индекс еластичности је 96 МПа.
• Тачка топљења је 1855 Ц.
• Тачка кључања је приближно 4350 Ц.
• Топлотна проводљивост је 300 К.
• Цирконијум се магнетизује када се загреје.
• У свом чистом облику, елемент је пластичан. Међутим, додавање нечистоћа у облику азота, кисеоника, водоника, угљеника чини материјал крхким.
• Тврдоћа по Бринелу је 640-670 МН / м2. На овај индикатор у великој мери утиче присуство кисеоника. Што је више, то је већа тврдоћа. Са високом тврдоћом, цирконијум се не може обрадити притиском. Интеракција са кисеоником је изазвана повећањем индикатора температуре.
• Цирконијум је стабилан у води на температурама до 300 Ц.
• Викерсова тврдоћа се креће од 600 до 1700 МПа.

• Цирконијум има највеће оксидационо стање, које је +4. Нижа брзина оксидације се може наћи у металу у присуству нечистоћа у облику хлора и брома. Оксидација се јавља на температурама од 200-400 Ц.
• Када се елемент загреје на 250 Ц и више, водоник се апсорбује, услед чега се формирају хибриди са металним својствима.
• Интеракција са халогенима промовише стварање цирконијум халида.
• Оксиди се формирају на температурама од 500 Ц и више.
• Електронегативност је нула.
• Ковалентни полупречник је 145 пм.

Цирконијум се добија из концентрата руде. Често се може наћи у облику оксида, силиката. У чистом хемијском елементу, он се не јавља у земљиној кори. У природи можете пронаћи циркон, бадделеит. Депозити хемијског елемента расути су по целом свету. Велики депозити су ретки. Велики број лежишта руде налази се у Аустралији, Бразилу, Индији, Јужној Африци. В Сматра се да је Русија богата рудним резервама у Мурманској, Томској, Тамбовској, Нижњи Новгородској области. Прво место по доступности резерви цирконијума заузима полуострво Кола.

Често је у руди, уз цирконијум, присутан и хафнијум, који има слична својства. Сваки елемент појединачно има вредне карактеристике, али њихова комбинација је неприхватљива, јер чини природни материјал неприкладним за употребу. Да би се један хемијски елемент одвојио од другог, користи се вишестепени систем пречишћавања. Ово значајно повећава трошкове производње цирконијума. У индустрији се користе концентрати цирконијум диоксида који се добијају обогаћивањем руде.

Постоје различите методе опоравка метала.

• Хлорид. Кролова метода се заснива на хлорисању цирконијум диоксида. Даље се врши чишћење, рестаурација уз помоћ магнезијума. Честа употреба методе је због њене релативно јефтине цене. Постоје 2 начина хлорисања. Директан процес се спроводи на температурама од 900 Ц до 1000 Ц. Други метод се састоји у хлорисању почетне смеше на температурама од 400 Ц до 900 Ц.
• Флуорид. Метода подразумева синтеровање концентроване мешавине цирконијума са калијумом на температури од 600 до 700 Ц. Добијени концентрат се алкализује и пречишћава. Затим се врши електролиза растопа и изолује се метална компонента.
• Алкална. Метода је дизајнирана да изолује цирконијум диоксид. Да би се добио метални елемент, спроводи се флуоридна или хлоридна метода. Кроз процес алкализације, цирконијум се претвара у растворљиву компоненту. Ово се ради синтеровањем, на пример, са смешом калцијум карбоната и калцијум хлорида на температурама од 1000 до 1300 Ц. Затим се врши алкализација, пречишћавање, хидролиза и калцинација. Тако се у лабораторијским условима добија цирконијум. Од крајњег производа формирају се шипке које се шаљу у производњу.

У зависности од области примене, хемијски елемент се може представити као тврда легура са сребрном нијансом или у облику плавог праха. Драгуљи синтетисани из хемијског елемента могу бити различитих нијанси. Опис боје, његов интензитет зависи од количине и врсте нечистоћа, на пример, церијума, титанијума, ербијума, хрома. Такође, цирконијум силикат, који је део циркона, представљен је следећим сортама.

• Зумбул. Има смеђу, црвену или ружичасту нијансу.
• Матарскии диамонд. Прозирни камен нема боју, копа се на острву Матара.
• Жаргон. Разликује се у присуству сламе, златне нијансе.
• Старлит. Прозирни камен са плавом нијансом.
• Малацон. Има тамно браон боју.

У зависности од врсте, стања хемијског елемента, његова употреба је распрострањена у различитим сферама живота.

• Метал се користи у индустријске сврхе, у накиту, у свакодневном животу.
• У индустрији се често користе циркон, цирконијум силикат, цирконијум диоксид, бадделеит.
• У металуршкој индустрији, хемијски елемент се користи за легирање челика. Додаје се у легуре ради побољшања квалитета. Захваљујући цирконијуму, јачина се повећава, а процес резања је олакшан.
• У производњи пиротехнике цирконијум се користи у облику праха. Када смеша гори, нема дима, па се користи за прављење ватромета, поздрава.
• У хемијској индустрији, цирконијум се користи у производњи керамике отпорне на хабање.
• Метал се широко користи у производњи војне опреме, на пример, за производњу даљинских бомби, метака, ракета са осветљењем. Металне легуре су саставни део дизајна нуклеарних реактора.
• Производња емајла, керамике, глазуре такође није потпуна без учешћа цирконијума. У овом случају се користи цирконијум оксид. Не потамни, има презентабилан изглед и побољшава квалитет производа.
• Метал се користи у штављењу коже. У овом случају се користе једињења са сулфатом.
• У инжењерској индустрији метал се користи у производњи пумпи, запорних вентила.
• За разлику од оловних кецеља, чак и танак лим је много ефикаснији у заштити од продора рендгенских зрака.
• Због лековитих својстава метала, користи се у различитим областима медицине.
• Компоненте цирконијума не изазивају алергијску реакцију, одбацивање, отпорност на хабање, чврстоћу, пластичност. Користе се у трауматологији у лечењу различитих прелома.
• Широка употреба цирконијум диоксида у стоматологији је због одсуства иритантног фактора када је изложен меким ткивима или структури костију. Алати, зубни имплантати, крунице, спајалице, плоче, стеге, шавови се израђују од метала.
• Накит од цирконијум диоксида и кубног цирконијума познат је не само по свом изврсном изгледу, већ и по благотворном деловању на цело тело.
• Стално ношење наруквица или каиша има лековито дејство код кожних обољења као што су екцем, дерматитис, псоријаза. Метал нормализује крвни притисак, даје енергију, ублажава несаницу. Цирконијум помаже у побољшању стања код болести мишићно-скелетног система.
• Такође, метал има бактерицидни ефекат. Познато је по својој способности да брзо зацели ране. Ако ставите цирконијумске минђуше одмах након пробијања ушних ресица, зарастање ће бити брже.
• Постоји мишљење да хемијски елемент ублажава бол, благотворно делује на кардиоваскуларни систем, побољшава дисање, бори се против цревних инфекција, вируса, има антиканцерогено дејство.
• Хемијски елемент се активно користи у литотерапији у лечењу болести ендокриног система.

Постоји мишљење да, у зависности од скале боја, постоји различит ефекат на тело.

• За прехладе препоручује се употреба црног метала.
• Ако имате лош апетит, елемент са црвеном нијансом ће вам помоћи.
• Браон се користи за чишћење тела.
• Прозирни минерали или плави каменчићи помажу у обнављању метаболизма.

Посуђе је направљено од цирконијума, на пример, шоље, кашике, чаше и други прибор. Такође, метал се користи у оптици, која је дизајнирана да ради у екстремним условима, на пример, при високим температурама или оштрим променама у њему. Кубни цирконијум има велики угао преламања, што се користи у производњи сочива. Одвојено, треба поменути употребу метала у накиту. У давна времена, циркон је називан „несавршеним дијамантом“ јер је након сечења њихов сјај био више избледео од природног камења.

Треба напоменути да је ситно камење се користи за накит, пошто је безбедније у погледу зрачења зрачења. Слабо су обојени и имају малу провидност. Велико камење карактерише прекомерна радиоактивност. Они су непрозирни и јарке боје. Такво камење се не може чувати код куће, резати или транспортовати. Цирконијум се користи у производњи прстења, минђуша, тијара, привесака, привесака. Често правите металне уметке у производе, прскање.

Правилна нега и складиштење ће одржати накит нетакнутим. Препоручује се чишћење крпом намоченом у сапунасту воду. Затим се производ испере под водом, осуши, полира фланелом. Камење је најбоље чувати одвојено од другог накита. Ово ће избећи механичка оштећења.

Да не бисте погрешили у аутентичности производа, обратите пажњу на следеће тачке.

• Рефракциона структура светлосних зрака. Требало би да буде вишеструко.
• Присуство металног сјаја. Одликује се својом уједначеношћу.
• Присуство жућкастих мрља.

У средњем веку, шпански златари су правили јединствени накит од циркона, који је био високо радиоактиван. По изгледу су веома подсећали на драго камење. Ношење таквог накита било је изузетно опасно. Чак иу давним временима, примећено је да је дуготрајно ношење великог камења тамне боје довело до непосредне смрти њиховог власника. Зумбул је добио име по цвету. Према митологији, Аполон је израстао цвет из крви младића по имену Хијацинт, којег је Аполон веома волео.

Због сјаја, присуства различитих боја, камен се лако може помешати са дијамантом, сафиром, турмалином или топазом. Ово су често користили преваранти, издавајући накит као накит. Становници Азије су идолизирали камен и обдарили га магичним својствима. За њих је он био талисман. Од њега су се правили амајлије и привесци.

У Индији је камен био обдарен способношћу да контролише сунце, месец. Веровало се да талисман помаже научницима, бизнисменима, луталицама, а такође и љубавницима у послу. Астролози су такође обратили пажњу на јединствена својства камена. по њиховом мишљењу, цирконијум је погодан за Овна, Јарца, Водолију. Бик, Вага, Стрелац, Рак треба да га ограниче, или чак да га потпуно избегавају.

Тако, жути или плави минерали са металним сјајем су идеални за Водолију. Ношење производа доприноси развоју интуиције, аналитичких способности и настанку изузетног укуса. Али за Јарце је погодан камен плаве боје, који се препоручује да се носи на левој страни. Ово појачава магичну везу. За Овна погодније су сламе или црвено камење. Ношење производа доприноси развоју магичних способности, пажње, опреза.