Cyrkon (ZR) właściwości i zastosowania
Tło
element cyrkonu nie został zidentyfikowany aż do 1789 roku, kiedy Klaproth przeanalizował próbkę żargonu z Cejlonu. Dopiero w 1824 roku został wyizolowany przez Berzeliusa, który podgrzewał potas i fluorek cyrkonu potasowego w żelaznej rurce. Jednak potrzeba było kolejnych 90 lat, aby przygotować stosunkowo czystą próbkę.
występowanie
Cyrkon został zidentyfikowany w gwiazdach typu S, słońcu i meteorytach., Stwierdzono również, że próbki pobrane z powierzchni Księżyca zawierają wysoki poziom cyrkonu w porównaniu do skał lądowych.
Cyrkon znajduje się głównie w cyrkonie, (ZrSiO4, krzemian cyrkonu), z najbardziej znaczącymi złożami komercyjnymi na Florydzie, Karolinie Południowej, Australii i Brazylii. Został również zidentyfikowany w ponad 30 innych minerałach.
Cyrkon (ZrO2) występuje naturalnie jako Baddeleyite w złożach w Brazylii. Baddeleyite zawiera około 1% hafnu, który jest trudny do oddzielenia ze względu na podobieństwo chemiczne.,
produkcja
Cyrkon powstaje w wyniku redukcji chlorku za pomocą Krolla i innych procesów.
kluczowe właściwości
cyrkon jest szarym lub białym błyszczącym metalem. Może spontanicznie zapalić się w powietrzu w postaci drobnego proszku, szczególnie w wysokich temperaturach. Większe próbki nie cierpią z tego problemu.
jak wspomniano wcześniej, osady cyrkonu są na ogół zanieczyszczone hafnem, którego nie można łatwo oddzielić. W związku z tym komercyjne próbki cyrkonu zawierają zwykle od 1 do 3% hafniuim.,
Cyrkon ma niski przekrój absorpcji neutronów i jest odporny na korozyjne środowisko z reaktorami jądrowymi.
Cyrkon ma doskonałą odporność na większość popularnych kwasów, zasad, wody morskiej i innych czynników.
Aplikacje
cyrkon jest stosowany w reaktorach jądrowych ze względu na jego niski przekrój absorpcji neutronów i odporność na korozyjne środowisko występujące w reaktorach jądrowych. Jest to przydatne w tym zastosowaniu, ponieważ neutrony mogą przejść przez wewnętrzną ścianę cyrkonu bez utraty znaczącego stężenia., Tak więc typowe zastosowania obejmują okładziny dla ogniw paliwowych. Z tych powodów zastosowania energii jądrowej stanowią ponad 90% komercyjnej produkcji cyrkonu, przy czym cyrkon reaktora jest zasadniczo wolny od hafnu.
ze względu na swoją odporność chemiczną jest stosowany w zakładach chemicznych.,
inne zastosowania inlcude:
• getter w rurach próżniowych
• w urządzeniach chirurgicznych
• pierwiastek stopowy do stali i innych stopów, takich jak magnez
• Photoflash bulbs
• podkłady wybuchowe
• przędzalniki jedwabiu
• włókna żarowe
związki cyrkonu mają również wiele zastosowań, takich jak:
• związki NB-ZR są stosowane w niskotemperaturowych nadprzewodzących magnesach
• związki Zn-ZR są magnetyczne poniżej 35K
• związki ZR-o (ZrO2) są stosowane jako kamienie szlachetne, Tygle laboratoryjne, okładziny pieców metalurgicznych, ceramicznych i szklanych., Zastosowania ogniotrwałe zużywają dużą część wszystkich wytwarzanych cyrkonów.