Zirkonium (Zr) egenskaper & tillämpningar
Bakgrund
elementet zirkonium identifierades inte förrän 1789 när Klaproth analyserade ett prov av jargong från Ceylon. Det var inte förrän 1824 när det först isolerades av Berzelius, som upphettade en kalium – och kaliumzirkoniumfluorid i ett järnrör. Det tog dock ytterligare 90 år för ett relativt rent prov att förberedas.
förekomst
zirkonium har identifierats i stjärnor av S-typ, solen och meteoriterna., Prover som tagits från månens yta har också visat sig innehålla höga halter av zirkonium jämfört med markbundna stenar.
zirkonium finns främst i zirkon, (ZrSiO4, zirkoniumsilikat), med mest anmärkningsvärda kommersiella insättningar i Florida, South Carolina, Australien och Brasilien. Det har också identifierats i över 30 andra mineraler.
Zirkoniumoxid (ZrO2) visas naturligt som baddeleyit i insättningar i Brasilien. Baddeleyit innehåller cirka 1% Hafnium, vilket är svårt att separera på grund av dess kemiska likhet.,
produktion
zirkonium produceras genom reduktion av kloriden med hjälp av Krollen och andra processer.
viktiga egenskaper
zirkonium är en grå till vit glänsande metall. Det kan spontant antändas i luft i fin pulverform, särskilt vid höga temperaturer. Större prover lider inte av detta problem.
som tidigare nämnts är zirkoniumavlagringar i allmänhet kontaminerade med hafnium, som inte lätt kan separeras. Följaktligen innehåller kommersiella zirkoniumprover typiskt 1-3% hafniuim.,
zirkonium har ett tvärsnitt med låg neutronabsorption och är resistent mot den korrosiva miljön med kärnreaktorer.
zirkonium har Utmärkt resistens mot de flesta vanliga syror, alkalier, havsvatten och andra medel.
applikationer
zirkonium används i kärnreaktorer på grund av dess låga tvärsnitt av neutronabsorption och motståndskraft mot den korrosiva miljön som påträffas i kärnreaktorer. Det är användbart i denna ansökan eftersom det neutroner kan passera genom en zirkonium inre vägg utan förlust av märkbar koncentration., Således innefattar typiska applikationer beklädnad för bränsleceller. Av dessa skäl står kärnkraftsproduktionstillämpningar för mer än 90% av den kommersiella zirkoniumproduktionen, och zirkoniumreaktorn är i huvudsak fritt från hafnium.
på grund av dess kemiska resistens används den i kemiska växter.,
andra applikationer inlcude:
• en getter i vakuumrör
• i kirurgiska apparater
• ett legeringselement för stål och andra legeringar som magnesium
• Fotoflashlökar
• Explosiva primers
• Rayon spinnerets
• Lampfilament
Zirkoniumföreningar har också ett antal applikationer som:
• p>• Nb-Zr-föreningar används i superledande magneter med låg temperatur
• Zn-Zr-föreningar är magnetiska under 35k
* Zr-o-föreningar (ZrO2) används som ädelstenar, laboratoriekaklar, ugnsfoder för metallurgi, keramik och glas., Eldfasta tillämpningar förbrukar en stor del av allt zirkonium som produceras.