Zirkonium (Zr) eigenschappen & toepassingen
Achtergrond
het element zirkonium werd niet geïdentificeerd tot 1789 toen Klaproth een monster van jargon uit Ceylon analyseerde. Pas in 1824 werd het voor het eerst geïsoleerd door Berzelius, die een kalium-en kaliumzirkoniumfluoride verwarmde in een ijzeren buis. Het duurde echter nog eens 90 jaar voordat een relatief zuiver monster werd bereid.
voorkomen
zirkonium is geïdentificeerd in Sterren van het S-type, de zon en meteorieten., Monsters genomen van het oppervlak van de maan zijn ook gevonden om hoge niveaus van zirkonium in vergelijking met aardse rotsen bevatten.
zirkonium wordt voornamelijk aangetroffen in zirkoon (ZrSiO4, zirkoniumsilicaat), met de meest opvallende commerciële afzettingen in Florida, South Carolina, Australië en Brazilië. Het is ook geïdentificeerd in meer dan 30 andere mineralen.
Zirconia (ZrO2) komt van nature voor als Baddeleyiet in afzettingen in Brazilië. Baddeleyiet bevat ongeveer 1% Hafnium, dat moeilijk te scheiden is vanwege de chemische gelijkenis.,
productie
zirkonium wordt geproduceerd door reductie van het chloride met behulp van Kroll en andere processen.
sleuteleigenschappen
zirkonium is een grijs tot wit glanzend metaal. Het kan spontaan ontbranden in de lucht in een fijne poedervorm, vooral bij hoge temperaturen. Grotere monsters hebben geen last van dit probleem.
zoals eerder vermeld, zijn zirkoniumafzettingen over het algemeen verontreinigd met hafnium, dat niet gemakkelijk kan worden gescheiden. Bijgevolg, commerciële zirkonium monsters bevatten meestal 1 tot 3% hafniuim.,
zirkonium heeft een lage neutronenabsorptiedoorsnede en is bestand tegen de corrosieve omgeving met kernreactoren.
zirkonium is uitstekend bestand tegen de meest voorkomende zuren, logen, zeewater en andere stoffen.
toepassingen
zirkonium wordt gebruikt in kernreactoren vanwege de lage neutronenabsorptiedoorsnede en de weerstand tegen de corrosieve omgeving in kernreactoren. Het is nuttig in deze toepassing aangezien het neutronen door een binnenwand van zirkonium zonder verlies van merkbare concentratie kunnen passeren., Typische toepassingen zijn dus bekleding voor brandstofcellen. Om deze redenen zijn toepassingen voor de opwekking van kernenergie goed voor meer dan 90% van de commerciële zirkoniumproductie, waarbij zirkonium van reactorkwaliteit hoofdzakelijk hafniumvrij is.
vanwege de chemische bestendigheid wordt het gebruikt in chemische fabrieken.,
Andere applicaties inclusief:
• Een getter in vacuüm buizen
• In chirurgische apparaten
• Een legeringselement voor staal en andere legeringen zoals magnesium
• Photoflash bollen
• Explosieve primers
• Rayon spinnerets
• Lamp filamenten
Zirkonium stoffen hebben ook een aantal toepassingen, zoals:
• Nb-Zr verbindingen worden gebruikt in lage-temperatuur supergeleidende magneten
• Zn-Zr verbindingen zijn magnetische hieronder 35K
• Zr-O verbindingen (ZrO2) worden gebruikt als edelstenen, laboratorium kroezen, oven binnenbekleding voor metaal, keramiek en glas., Vuurvaste toepassingen verbruiken een groot deel van alle zirkonium geproduceerd.