Kövek és ásványok

Mi az a cirkónium és hol használják?

Mi az a cirkónium és hol használják?
Tartalom
  1. Ami?
  2. Eredettörténet
  3. Alaptulajdonságok
  4. Megszerzési módszerek
  5. Faj áttekintés
  6. Alkalmazások
  7. Érdekes tények

A legrégebbi fém egyedi tulajdonságokkal rendelkezik, amelyekre az élet különböző területein van szükség. Az új gyártási technológiák fejlődésével a cirkónium népszerűsége csak növekszik. A történelmi adatok, valamint egy kémiai elem tulajdonságai és összetétele segít megfejteni ezt a rejtvényt.

Ami?

D. I. Mengyelejev híres táblázatában a cirkónium rendszáma 40, jelölése Zr. A cirkónium a 4. csoportba tartozik, az 5. periódusban áll. Az atom tömege 91,22 g / mol. Az atom sugara 160 pikométernek felel meg. Középen az atommag, valamint a neutronok és a protonok találhatók. Az atom körül 5 pálya kering, ezek 40 elektront tartalmaznak. A természetes anyagok oxidok, sók vagy szilikátok formájában vannak jelen. Kívülről a fém acélnak tűnik. A fémelem összetétele további szennyeződéseket tartalmazhat, amelyek miatt különböző színek és árnyalatok érhetők el.

A cirkóniumot meg kell különböztetni a cirkontól és a köbös cirkóniumtól. A tény az, hogy a cirkónium egy fém, amely hasonlít az acélra. A cirkon egy természetes kő, amely az aranyhoz hasonlít. Cirkónium atomokat tartalmaz.

A köbös cirkónia egy mesterséges kristály, amelynek fénye és gyémántszerű megjelenése van. Cirkónium-oxid felhasználásával, magas hőmérsékleten állítják elő.

Eredettörténet

A tudósok szerint a cirkónium a legrégebbi kémiai komponens, amely 3,5 milliárd évvel ezelőtt keletkezett. Nyomait a földkéreg legmélyebb rétegeiben találták meg. A cirkónium ásvány tanulmányozása során egy német Klaproth tudósnak sikerült izolálnia egy oldhatatlan koncentrátumot, a cirkónium-dioxidot. Ez az esemény 1789-ben történt.

A svéd tudós, Berzelius 1824-ben tudta izolálni a cirkóniumot, mint szabad elemet. Tiszta kémiai elemet csak 1925-ben nyertek. Anton Edurard van Arkel holland vegyésznek sikerült ez. Magának a kémiai elem nevének eredete máig ismeretlen. Van egy vélemény, hogy a gyökereket az arab nyelvben kell keresni. Van egy álláspont, hogy a név a perzsa nyelvből származik.

Alaptulajdonságok

Az ezüstös színű fémnek jó a rugalmassága. A cirkónium ellenáll a korróziónak, lúgos oldatoknak, savas környezetben nem bomlik le. Könnyen megmunkálható hengereléssel, kovácsolással vagy hengerléssel. Kívül az anyag láthatatlan bevonattal rendelkezik, amely megbízhatóan véd a gázok, gőz, víz hatásai ellen. Az elem ellenáll a magas hőmérsékleti mutatók, ammónia, savak, lúgok hatásának.

Porszerű állapotban, normál szobahőmérsékleten is, egy kémiai elem robbanásveszélyes, erősen tűzveszélyes. Meg kell jegyezni, hogy az elem hasznos szennyeződésként. Különféle ötvözetek összetételéhez adják. Ez növeli a kapott anyag szilárdsági jellemzőit, kopásállóságát. Azonban elfogadhatatlan bármilyen szennyeződés hozzáadása egy kémiai elemhez, mivel jelentősen rontja annak tulajdonságait.

Meg kell jegyezni, hogy a kémiai elem alacsony szilárdságú, ami forgácsokhoz, az esztétikai megjelenés elvesztéséhez vezethet. A szilárdsági szintet a gázkomponensek mennyisége befolyásolja. Minél nagyobb számuk, annál alacsonyabbak az erősségi mutatók.

Fizikai

  • 20 C hőmérsékleten a cirkónium sűrűsége 6,5 g / cm3.
  • A szilárdság 175 MPa.
  • A rugalmassági index 96 MPa.
  • Olvadáspontja 1855 C.
  • A forráspont körülbelül 4350 C.
  • A hővezető képesség 300 K.
  • A cirkónium hevítéskor mágnesessé válik.
  • Tiszta formájában az elem műanyag. Azonban a szennyeződések hozzáadása nitrogén, oxigén, hidrogén, szén formájában törékennyé teszi az anyagot.
  • A Brinell keménysége 640-670 MN / m2. Ezt a mutatót nagyban befolyásolja az oxigén jelenléte. Minél több, annál keményebb. A nagy keménységű cirkónium nem feldolgozható nyomással. Az oxigénnel való kölcsönhatást a hőmérsékleti mutatók emelkedése váltja ki.
  • A cirkónium vízben 300 C-ig stabil.
  • A Vickers keménysége 600 és 1700 MPa között van.

Kémiai

  • A cirkóniumnak van a legmagasabb oxidációs állapota, ami +4. Klór és bróm formájában előforduló szennyeződések jelenlétében a fémben alacsonyabb oxidációs sebesség érhető el. Az oxidáció 200-400 C hőmérsékleten megy végbe.
  • Ha az elemet 250 C-ra és magasabb hőmérsékletre melegítjük, a hidrogén felszívódik, aminek eredményeként fémes tulajdonságú hibridek jönnek létre.
  • A halogénekkel való kölcsönhatás elősegíti a cirkónium-halogenidek képződését.
  • Az oxidok 500 C feletti hőmérsékleten keletkeznek.
  • Az elektronegativitás nulla.
  • A kovalens sugár 145 pm.

Meg kell jegyezni, hogy a fizikai-kémiai mutatók változóak. Bizonyos szennyeződések jelenlététől függően változnak.

Megszerzési módszerek

A cirkóniumot érckoncentrátumokból bányászják. Gyakran megtalálható oxidok, szilikátok formájában. Egy tiszta kémiai elemben nem fordul elő a földkéregben. A természetben megtalálható cirkon, baddeleyite. A kémiai elemek lerakódásai a világ minden táján szétszóródtak. A nagy betétek ritkák. Nagyszámú érctelep található Ausztráliában, Brazíliában, Indiában és Dél-Afrikában. V Oroszországot a Murmanszk, Tomszk, Tambov és Nyizsnyij Novgorod régiók érckészleteiben gazdagnak tekintik. A cirkóniumkészletek rendelkezésre állása tekintetében az első helyet a Kola-félsziget foglalja el.

Az ércben gyakran a cirkóniummal együtt hafnium is van, amely hasonló tulajdonságokkal rendelkezik. Mindegyik elem külön-külön is értékes tulajdonságokkal rendelkezik, de ezek kombinációja elfogadhatatlan, mivel a természetes anyagot alkalmatlanná teszi a felhasználásra. Az egyik kémiai elem elválasztására a másiktól többlépcsős tisztítási rendszert alkalmaznak. Ez jelentősen megnöveli a cirkónium előállítás költségeit. Az iparban cirkónium-dioxid koncentrátumokat használnak, amelyeket érc dúsításával nyernek.

A fémek visszanyerésének különféle módjai vannak.

  • Klorid. A Krol módszere a cirkónium-dioxid klórozásán alapul. Továbbá tisztítást, helyreállítást végeznek magnézium segítségével. A módszer gyakori alkalmazása viszonylag olcsó költségének köszönhető. A klórozásnak 2 módja van. A közvetlen eljárást 900 C és 1000 C közötti hőmérsékleten hajtják végre. A második módszer a kiindulási keverék klórozása 400 C és 900 C közötti hőmérsékleten.
  • Fluorid. Az eljárás magában foglalja a cirkónium és kálium tömény keverékének szinterezését 600-700 °C hőmérsékleten. A kapott koncentrátumot lúgosítjuk és tisztítjuk. Ezután az olvadék elektrolízisét végezzük, és a fémkomponenst izoláljuk.
  • Lúgos. A módszert cirkónium-dioxid izolálására tervezték. Fémelem előállításához fluoridos vagy kloridos módszert kell végrehajtani. A lúgosítási folyamat során a cirkónium oldható komponenssé alakul. Ez úgy történik, hogy például kalcium-karbonát és kalcium-klorid keverékével 1000-1300 °C hőmérsékleten szintereljük. Ezután lúgosítást, tisztítást, hidrolízist és kalcinálást végeznek. Így a cirkóniumot laboratóriumi körülmények között nyerik. A végtermékből rudakat alakítanak ki, amelyeket a gyártásba küldenek.

Faj áttekintés

Az alkalmazási területtől függően a kémiai elem ezüstös árnyalatú keményötvözetként vagy kék por formájában is bemutatható. A kémiai elemből szintetizált drágakövek különböző árnyalatúak lehetnek. A szín leírása, intenzitása a szennyeződések mennyiségétől és típusától függ, például cérium, titán, erbium, króm. Ezenkívül a cirkónium-szilikátot, amely a cirkon része, a következő fajták képviselik.

  • Jácint. Barna, piros vagy rózsaszín árnyalatú.
  • Matarskiy gyémánt. Az átlátszó kőnek nincs színe, Matara szigetén bányászják.
  • Szakmai nyelv. Szalma, arany árnyalat jelenlétében különbözik.
  • Starlit. Átlátszó kő, kék árnyalattal.
  • Malacon. Sötétbarna színű.

Alkalmazások

A kémiai elem típusától, állapotától függően alkalmazása az élet különböző területein elterjedt.

  • A fémet ipari célokra, ékszerekben, a mindennapi életben használják.
  • Az iparban gyakran használják a cirkont, a cirkónium-szilikátot, a cirkónium-dioxidot, a baddeleyitet.
  • A kohászati ​​iparban a kémiai elemet acélok ötvözésére használják. A minőség javítása érdekében ötvözetekhez adják. A cirkóniumnak köszönhetően nő a szilárdság, és megkönnyíti a vágási folyamatot.
  • A pirotechnikai termékek gyártása során a cirkóniumot por formájában használják fel. Amikor a keverék ég, nincs füst, ezért tűzijáték, tisztelgés készítésére használják.
  • A vegyiparban a cirkóniumot kopásálló kerámiák gyártásához használják.
  • A fémet széles körben használják katonai felszerelések gyártásában, például távolsági bombák, golyók, világítással ellátott rakéták gyártásához. A fémötvözetek az atomreaktorok tervezésének szerves részét képezik.
  • A zománc, kerámia, máz gyártása sem teljes a cirkónium részvétele nélkül. Ebben az esetben cirkónium-oxidot használnak. Nem sötétedik, látványos megjelenésű, és javítja a termék minőségét.
  • A fémet bőrcserzésben használják. Ebben az esetben szulfátot tartalmazó vegyületeket használnak.
  • A gépiparban a fémet szivattyúk, elzárószelepek gyártásához használják.
  • Az ólomkötényekkel ellentétben még egy vékony fémlemez is sokkal hatékonyabban véd a röntgensugárzás behatolása ellen.
  • A fém gyógyító tulajdonságai miatt az orvostudomány különböző területein használják.
  • A cirkónium komponensek nem okoznak allergiás reakciót, kilökődést, kopásállóságot, szilárdságot, plaszticitást. A traumatológiában különféle törések kezelésére használják.
  • A cirkónium-dioxid fogászatban való széles körben elterjedt alkalmazása annak tudható be, hogy a lágy szöveteknek vagy a csontszerkezetnek kitéve nincs irritáló tényező. Fémből készülnek a szerszámok, fogászati ​​implantátumok, koronák, kapcsok, lemezek, bilincsek, varratok.
  • A cirkónium-dioxidból és köbös cirkóniumból készült ékszerek nemcsak gyönyörű megjelenésükről, hanem az egész szervezetre gyakorolt ​​jótékony hatásukról is híresek.
  • A karkötők vagy övek állandó viselése gyógyító hatással van a bőrbetegségekre, például ekcémára, dermatitisre, pikkelysömörre. A fém normalizálja a vérnyomást, energizál, enyhíti az álmatlanságot. A cirkónium elősegíti a mozgásszervi betegségek állapotának javítását.
  • Ezenkívül a fémnek baktericid hatása van. Arról ismert, hogy gyorsan begyógyítja a sebeket. Ha közvetlenül a fülcimpája átszúrása után felveszi a cirkónium fülbevalót, gyorsabb lesz a gyógyulás.
  • Van olyan vélemény, hogy a kémiai elem fájdalomcsillapító, jótékony hatással van a szív- és érrendszerre, javítja a légzést, harcol a bélfertőzések, vírusok ellen, és rákellenes hatású.
  • A kémiai elemet aktívan használják a litoterápiában az endokrin rendszer betegségeinek kezelésében.

Van egy vélemény, hogy a színskála függvényében eltérő hatással van a testre.

  • Megfázás esetén fekete fém használata javasolt.
  • Ha rossz étvágyad van, egy vörös árnyalatú elem segít.
  • A barnát a test tisztítására használják.
  • Az átlátszó ásványi anyagok vagy kék kövek segítenek helyreállítani az anyagcserét.

Az étkészletek cirkóniumból készülnek, például bögrék, kanalak, poharak és egyéb edények. A fémet optikában is használják, amelyet extrém körülmények között történő működésre terveztek, például magas hőmérsékleten vagy éles változásokon. A cirkónia nagy törésszöggel rendelkezik, ezt használják a lencsék gyártásához. Külön meg kell említeni a fém ékszerekben való felhasználását. Az ókorban a cirkont "tökéletlen gyémántnak" nevezték, mert vágás után fénye jobban elhalványult, mint a természetes kövek.

meg kell említeni, hogy ékszerként kis köveket használnak, mivel ezek biztonságosabbak a sugárzás szempontjából. Gyengén színűek és kevés az átlátszóságuk. A nagy köveket túlzott radioaktivitás jellemzi. Átlátszatlanok és élénk színűek. Az ilyen köveket nem lehet otthon tárolni, vágni vagy szállítani. A cirkóniumot gyűrűk, fülbevalók, tiarák, medálok, medálok gyártásához használják. Gyakran készítsen fémbetéteket a termékekbe, szórással.

Vannak bevonat nélküli ékszerek, ezüst, cirkónia és egy darabból készült termékek. Ünnepi eseményekre és mindennap viselhetők.

A megfelelő gondozás és tárolás épségben tartja az ékszert. A tisztítást szappanos vízbe áztatott ruhával javasoljuk. Ezután a terméket víz alatt mossuk, szárazra töröljük, flanellel polírozzuk. A köveket legjobb elkülöníteni a többi ékszertől. Ezzel elkerülhető a mechanikai sérülés.

Annak érdekében, hogy ne tévedjen a termék eredetiségében, ügyeljen a következő pontokra.

  • A fénysugarak törésszerkezete. Sokrétűnek kell lennie.
  • Fémes csillogás jelenléte. Egyöntetűsége jellemzi.
  • Sárgás foltok jelenléte.

Érdekes tények

A középkorban a spanyol ékszerészek egyedi ékszereket készítettek cirkonból, amely erősen radioaktív volt. Külsőleg nagyon hasonlítottak a drágakövekre. Az ilyen ékszerek viselése rendkívül veszélyes volt. Még az ókorban is megfigyelték, hogy a nagy, sötét színű kövek hosszú távú viselése tulajdonosuk közeli halálához vezetett. A jácintot a virágról nevezték el. A mitológia szerint Apolló virágot növesztett egy Jácint nevű fiatalember véréből, akit Apolló nagyon szeretett.

A kő a ragyogása, a különböző színek jelenléte miatt könnyen összetéveszthető gyémánttal, zafírral, turmalinnal vagy topázzal. Ezt gyakran használták a csalók, és ékszerként adták át az ékszereket. Ázsia lakói bálványozták a követ és mágikus tulajdonságokkal ruházták fel. Számukra talizmán volt. Amulettek és medálok készültek belőle.

Az ókori bölcsek azt hitték, hogy a kő a tisztánlátás ajándékával ruházza fel. Azt hitték, hogy a cirkónium amulett megvéd a gonosz, irigy emberektől, elősegíti a szellemi fejlődést.

Indiában a követ azzal a képességgel ruházták fel, hogy irányítsa a napot, a holdat. Úgy gondolták, hogy a talizmán segíti a tudósokat, üzletembereket, vándorokat és a szerelmeseket az üzleti életben. Az asztrológusok a kő egyedi tulajdonságaira is figyelmet fordítottak. Véleményük szerint a cirkónium alkalmas Kos, Bak, Vízöntő számára. Viselését korlátoznia kell, vagy akár teljesen kerülnie kell a Bikának, Mérlegnek, Nyilasnak, Ráknak.

Így, A fémes fényű sárga vagy kék ásványok ideálisak a Vízöntő számára. A termék viselése hozzájárul az intuíció, az elemző készség fejlődéséhez és a kifinomult ízlés kialakulásához. De a Bakok számára egy kék színű kő megfelelő, amelyet a bal oldalon ajánlott viselni. Ez fokozza a mágikus kapcsolatot. A szalma vagy a vörös kövek alkalmasabbak a Kos számára. A termék viselése hozzájárul a mágikus képességek, a figyelmesség, az óvatosság fejlesztéséhez.

nincs hozzászólás

Divat

a szépség

Ház