Какво е цирконий и къде се използва?

Най-старият метал има уникални свойства, които са търсени в различни сфери на живота. С развитието на нови производствени технологии популярността на циркония само нараства. Историческите данни, както и свойствата и състава на химичния елемент, ще помогнат да се разгадае тази загадка.

В известната таблица на Д. И. Менделеев атомният номер на циркония съответства на 40, обозначението му е Zr. Цирконият принадлежи към 4-та група, стои в 5-ти период. Масата на атома е 91,22 g / mol. Радиусът на атома съответства на 160 пикометра. В центъра е ядрото, както и неутроните и протоните. Около атома има 5 орбити, които съдържат 40 електрона. Естественият материал присъства под формата на оксиди, соли или силикати. Външно металът изглежда като стомана. Съставът на металния елемент може да включва допълнителни примеси, поради което се получават различни цветове и нюанси.

Цирконий трябва да се различава от циркон и кубичен цирконий. Факт е, че цирконият е метал, който прилича на стомана. Цирконът е естествен камък, който прилича на злато. Съдържа циркониеви атоми.

Според учените цирконият е най-старият химически компонент, образуван преди 3,5 милиарда години. Неговите следи са открити в най-дълбоките слоеве на земната кора. В процеса на изследване на минерала циркон, учен от Германия Клапрот успя да изолира неразтворим концентрат, циркониев диоксид. Това събитие се случи през 1789 г.

Шведският учен Берцелиус успява да изолира циркония като свободен елемент през 1824 г. Чист химичен елемент е получен едва през 1925г. Холандският химик Антон Едурард ван Аркел успя да направи това. Произходът на името на самия химичен елемент все още е неизвестен. Има мнение, че корените трябва да се намерят в арабския език. Има гледна точка, че името идва от персийския език.

Металът със сребрист цвят има добра пластичност. Цирконият е устойчив на корозия, алкални разтвори, не се разгражда в кисела среда. Може лесно да се обработва чрез валцоване, коване или валцоване. Отвън материалът има невидимо покритие, което надеждно предпазва от въздействието на газове, пара, вода. Елементът е устойчив на влиянието на високотемпературни показатели, амоняк, киселини, основи.

В прахообразно състояние, дори при нормална стайна температура, химичният елемент е експлозивен, той е силно запалим. Трябва да се отбележи, че елементът е полезен като примес. Добавя се към състава на различни сплави. Това повишава якостните характеристики, устойчивостта на износване на получения материал. Добавянето на всякакви примеси към химичен елемент обаче е неприемливо, тъй като значително влошава неговите свойства.

• При температура от 20 C плътността на циркония е 6,5 g / cm3.
• Силата е 175 MPa.
• Индексът на еластичност е 96 MPa.
• Точката на топене е 1855 С.
• Точката на кипене е приблизително 4350 С.
• Топлопроводимостта е 300 K.
• Цирконият се магнетизира при нагряване.
• В чиста форма елементът е пластмасов. Въпреки това, добавянето на примеси под формата на азот, кислород, водород, въглерод прави материала крехък.
• Твърдостта по Бринел е 640-670 MN / m2. Този индикатор е силно повлиян от наличието на кислород. Колкото повече е, толкова повече твърдост. С висока твърдост цирконият не може да се обработва под налягане. Взаимодействието с кислорода се провокира от повишаване на температурните показатели.
• Цирконият е стабилен във вода при температури до 300 С.
• Твърдостта по Викерс варира от 600 до 1700 MPa.

• Цирконият има най-висока степен на окисление, която е +4. По-ниска степен на окисление може да се намери в метала в присъствието на примеси под формата на хлор и бром. Окисляването протича при температури 200-400 С.
• Когато елементът се нагрява до 250 С и повече, водородът се абсорбира, в резултат на което се образуват хибриди с метални свойства.
• Взаимодействието с халогени насърчава образуването на циркониеви халиди.
• Оксидите се образуват при температури от 500 С и повече.
• Електроотрицателността е нула.
• Ковалентният радиус е 145 pm.

Цирконий се добива от рудни концентрати. Често може да се намери под формата на оксиди, силикати. В чист химичен елемент той не се среща в земната кора. В природата можете да намерите циркон, бадделеит. Отлаганията на химичен елемент са разпръснати по целия свят. Големите депозити са рядкост. Голям брой рудни находища се намират в Австралия, Бразилия, Индия, Южна Африка. V Русия се счита за богата на рудни запаси в районите на Мурманск, Томск, Тамбов, Нижни Новгород. Първото място по наличност на запаси от цирконий е заето от Колския полуостров.

Често в рудата, заедно с циркония, присъства хафний, който има подобни свойства. Всеки елемент поотделно има ценни характеристики, но тяхната комбинация е неприемлива, тъй като прави естествения материал неподходящ за използване. За да се отдели един химичен елемент от друг, се използва многоетапна система за пречистване. Това значително увеличава разходите за производство на цирконий. В промишлеността се използват концентрати от циркониев диоксид, които се получават чрез обогатяване на руда.

Има различни методи за възстановяване на метали.

• хлорид. Методът на Крол се основава на хлорирането на циркониев диоксид. Освен това се пречиства и възстановява с магнезий. Честото използване на метода се дължи на относително евтината му цена. Има 2 начина за хлориране. Директният процес се провежда при температури от 900 С до 1000 С. Вторият метод се състои в хлориране на изходната смес при температури от 400 С до 900 С.
• флуорид. Методът включва синтероване на концентрирана смес от цирконий с калий при температура от 600 до 700 С. Полученият концентрат се алкализира и пречиства. След това се извършва електролиза на стопилката и металният компонент се изолира.
• Алкална. Методът е предназначен за изолиране на циркониев диоксид. За да се получи метален елемент, се извършва флуориден или хлориден метод. Чрез процеса на алкализиране цирконият се превръща в разтворим компонент. Това става чрез синтероване, например, със смес от калциев карбонат и калциев хлорид при температури от 1000 до 1300 С. След това се извършва алкализиране, пречистване, хидролиза и калциниране. Така при лабораторни условия се получава цирконий. От крайния продукт се образуват пръти, които се изпращат за производство.

В зависимост от областта на приложение, химическият елемент може да бъде представен като твърда сплав със сребърен оттенък или под формата на син прах. Скъпоценните камъни, синтезирани от химичен елемент, могат да бъдат с различни нюанси. Описанието на цвета, неговата интензивност зависи от количеството и вида на примесите, например церий, титан, ербий, хром. Също така, циркониевият силикат, който е част от циркона, е представен от следните разновидности.

• Зюмбюл. Има кафяв, червен или розов оттенък.
• Матарски диамант. Прозрачният камък няма цвят, добива се на остров Матара.
• Жаргон. Различава се с наличието на слама, златист оттенък.
• Starlit. Прозрачен камък със син нюанс.
• Малакон. Има тъмно кафяв цвят.

В зависимост от вида, състоянието на химичния елемент, използването му е широко разпространено в различни сфери на живота.

• Металът се използва за промишлени цели, в бижута, в ежедневието.
• В индустрията често се използват циркон, циркониев силикат, циркониев диоксид, бадделеит.
• В металургичната промишленост химичният елемент се използва за легиране на стомани. Добавя се към сплави за подобряване на качеството. Благодарение на циркония здравината се увеличава и процесът на рязане се улеснява.
• При производството на пиротехника цирконият се използва под формата на прах. Когато сместа гори, няма дим, поради което се използва за създаване на фойерверки, салюти.
• В химическата промишленост цирконият се използва при производството на устойчива на износване керамика.
• Металът се използва широко в производството на военно оборудване, например за производството на дистанционни бомби, куршуми, ракети с осветление. Металните сплави са неразделна част от дизайна на ядрените реактори.
• Производството на емайл, керамика, глазура също не е пълно без участието на цирконий. В този случай се използва циркониев оксид. Той не потъмнява, има представителен външен вид и подобрява качеството на продукта.
• Металът се използва при дъбене на кожи. В този случай се използват съединения със сулфат.
• В машиностроенето металът се използва при производството на помпи, спирателни вентили.
• За разлика от оловните престилки, дори тънък лист метал е много по-ефективен за защита срещу проникването на рентгенови лъчи.
• Поради лечебните свойства на метала се използва в различни области на медицината.
• Циркониевите компоненти не предизвикват алергична реакция, отхвърляне, устойчивост на износване, здравина, пластичност. Използват се в травматологията за лечение на различни фрактури.
• Широкото използване на циркониев диоксид в стоматологията се дължи на липсата на дразнещ фактор при излагане на меките тъкани или костната структура. Инструменти, зъбни импланти, корони, скоби, пластини, скоби, шевове са изработени от метал.
• Бижутата от циркониев диоксид и кубичен цирконий се славят не само с изящния си външен вид, но и с благотворното си въздействие върху цялото тяло.
• Постоянното носене на гривни или колани има лечебен ефект при кожни заболявания като екзема, дерматит, псориазис. Металът нормализира кръвното налягане, зарежда с енергия, облекчава безсънието. Цирконият помага за подобряване на състоянието при заболявания на опорно-двигателния апарат.
• Също така металът има бактерициден ефект. Известно е със способността си да лекува бързо рани. Ако сложите циркониеви обеци веднага след пробиване на ушните миди, заздравяването ще бъде по-бързо.
• Има мнение, че химичният елемент облекчава болката, има благоприятен ефект върху сърдечно-съдовата система, подобрява дишането, бори се с чревни инфекции, вируси, има противораков ефект.
• Химическият елемент се използва активно в литотерапията при лечението на заболявания на ендокринната система.

Има мнение, че в зависимост от цветовата гама има различен ефект върху тялото.

• При настинки се препоръчва използването на черен метал.
• Ако имате лош апетит, елемент с червен оттенък ще ви помогне.
• Кафявото се използва за прочистване на тялото.
• Прозрачните минерали или сините камъни помагат за възстановяване на метаболизма.

Сервизите са изработени от цирконий, например чаши, лъжици, чаши и други прибори. Също така металът се използва в оптиката, която е проектирана да работи при екстремни условия, например при високи температури или резки промени в него. Кубичният цирконий има голям ъгъл на пречупване, това се използва при производството на лещи. Отделно трябва да се спомене използването на метал в бижутата. В древни времена цирконът е бил наричан "несъвършен диамант", тъй като след рязане блясъкът им е по-избледнял от естествените камъни.

трябва да бъде отбелязано че малки камъни се използват за бижута, тъй като те са по-безопасни по отношение на радиационната радиация. Те са слабо оцветени и имат малка прозрачност. Големите камъни се характеризират с прекомерна радиоактивност. Те са непрозрачни и ярко оцветени. Такива камъни не могат да се съхраняват у дома, да се режат или транспортират. Цирконий се използва при производството на пръстени, обеци, диадеми, висулки, висулки. Често правете метални вложки в продукти, пръскайки.

Правилната грижа и съхранение ще запази бижуто непокътнати. Почистването се препоръчва с кърпа, напоена със сапунена вода. След това продуктът се измива под вода, избърсва се, полира се с фланела. Камъните се съхраняват най-добре отделно от другите бижута. Това ще избегне механични повреди.

За да не сбъркате в автентичността на продукта, трябва да обърнете внимание на следните точки.

• Пречупваща структура на светлинните лъчи. Тя трябва да бъде многостранна.
• Наличието на метален блясък. Характеризира се със своята еднородност.
• Наличието на жълтеникави петна.

През средновековието испанските бижутери изработвали уникални бижута от циркон, който бил силно радиоактивен. На външен вид те много приличаха на скъпоценни камъни. Носенето на такива бижута беше изключително опасно. Още в древни времена е било отбелязано, че дългосрочното носене на големи тъмни камъни е довело до неизбежната смърт на собственика им. Зюмбюлът е кръстен на цветето. Според митологията Аполон отглежда цвете от кръвта на млад мъж на име Хиацинт, когото Аполон много обичаше.

Поради блясъка, наличието на различни цветове, камъкът може лесно да бъде объркан с диамант, сапфир, турмалин или топаз. Това често се използва от измамници, минавайки бижутата за бижута. Жителите на Азия боготворили камъка и го надарили с магически свойства. За тях той беше талисман. От него са правени амулети и висулки.

В Индия камъкът е бил надарен със способността да контролира слънцето, луната. Смятало се, че талисманът помага на учени, бизнесмени, скитници, а също и на любовници в бизнеса. Астролозите обърнаха внимание и на уникалните свойства на камъка. Според тях, циркония е подходящ за Овен, Козироз, Водолей. Носенето му трябва да бъде ограничено или дори напълно избягвано от Телец, Везни, Стрелец, Рак.

Така, жълти или сини минерали с метален блясък са идеални за Водолеите. Носенето на продукта допринася за развитието на интуицията, аналитични умения и появата на изискан вкус. Но за Козирозите е подходящ камък в син цвят, който се препоръчва да се носи от лявата страна. Това засилва магическата връзка. Сламените или червените камъни са по-подходящи за Овен. Носенето на продукта допринася за развитието на магически способности, внимание, предпазливост.