Čo je zirkónium a kde sa používa?

Najstarší kov má jedinečné vlastnosti, ktoré sú žiadané v rôznych sférach života. S rozvojom nových výrobných technológií sa obľuba zirkónu len zvyšuje. Historické údaje, ako aj vlastnosti a zloženie chemického prvku pomôžu rozlúštiť túto hádanku.

V známej tabuľke D.I.Mendelejeva atómové číslo zirkónu zodpovedá 40, jeho označenie je Zr. Zirkónium patrí do 4. skupiny, stojí v 5. perióde. Hmotnosť atómu je 91,22 g / mol. Polomer atómu zodpovedá 160 pikometrom. V strede je jadro, rovnako ako neutróny a protóny. Okolo atómu je 5 dráh, ktoré obsahujú 40 elektrónov. Prírodný materiál je prítomný vo forme oxidov, solí alebo kremičitanov. Navonok kov vyzerá ako oceľ. Zloženie kovového prvku môže obsahovať ďalšie nečistoty, vďaka ktorým sa získajú rôzne farby a odtiene.

Zirkónium treba odlíšiť od zirkónu a kubického zirkónu. Faktom je, že zirkónium je kov, ktorý pripomína oceľ. Zirkón je prírodný kameň, ktorý pripomína zlato. Obsahuje atómy zirkónu.

Podľa vedcov je zirkónium najstaršou chemickou zložkou, ktorá vznikla pred 3,5 miliardami rokov. Jeho stopy sa našli v najhlbších vrstvách zemskej kôry. V procese štúdia minerálu zirkónu dokázal vedec z Nemecka Klaproth izolovať nerozpustný koncentrát, oxid zirkoničitý. Táto udalosť sa odohrala v roku 1789.

Švédsky vedec Berzelius dokázal v roku 1824 izolovať zirkónium ako voľný prvok. Čistý chemický prvok bol získaný až v roku 1925. Toto sa podarilo holandskému chemikovi Antonovi Edurardovi van Arkelovi. Pôvod názvu samotného chemického prvku je stále neznámy. Existuje názor, že korene by sa mali hľadať v arabčine. Existuje názor, že názov pochádza z perzského jazyka.

Kov so striebornou farbou má dobrú ťažnosť. Zirkón je odolný voči korózii, alkalickým roztokom, nedegraduje v kyslom prostredí. Dá sa ľahko spracovať valcovaním, kovaním alebo valcovaním. Vonku má materiál neviditeľný povlak, ktorý spoľahlivo chráni pred účinkami plynov, pary, vody. Prvok je odolný voči vplyvom vysokoteplotných indikátorov, amoniaku, kyselín, zásad.

V práškovom stave je aj pri bežnej izbovej teplote chemický prvok výbušný, je vysoko horľavý. Treba poznamenať, že prvok je užitočný ako nečistota. Pridáva sa do zloženia rôznych zliatin. Tým sa zvyšujú pevnostné charakteristiky, odolnosť výsledného materiálu proti opotrebovaniu. Pridávanie akýchkoľvek nečistôt do chemického prvku je však neprijateľné, pretože výrazne zhoršuje jeho vlastnosti.

• Pri teplote 20 C je hustota zirkónu 6,5 g / cm3.
• Pevnosť je 175 MPa.
• Index elasticity je 96 MPa.
• Teplota topenia je 1855 C.
• Teplota varu je približne 4350 C.
• Tepelná vodivosť je 300K.
• Zirkón pri zahrievaní magnetizuje.
• Vo svojej čistej forme je prvok plastový. Avšak pridanie nečistôt vo forme dusíka, kyslíka, vodíka, uhlíka robí materiál krehkým.
• Tvrdosť podľa Brinella je 640-670 MN / m2. Tento indikátor je výrazne ovplyvnený prítomnosťou kyslíka. Čím viac, tým väčšia tvrdosť. Pri vysokej tvrdosti sa zirkónium nedá spracovať tlakom. Interakcia s kyslíkom je vyvolaná zvýšením ukazovateľov teploty.
• Zirkónium je stabilné vo vode pri teplotách do 300 C.
• Tvrdosť podľa Vickersa sa pohybuje od 600 do 1700 MPa.

• Zirkónium má najvyšší oxidačný stav, ktorý je +4. Nižšiu mieru oxidácie možno nájsť v kove v prítomnosti nečistôt vo forme chlóru a brómu. K oxidácii dochádza pri teplotách 200-400 C.
• Pri zahriatí prvku na 250 C a viac dochádza k absorpcii vodíka, v dôsledku čoho vznikajú hybridy s kovovými vlastnosťami.
• Interakcia s halogénmi podporuje tvorbu halogenidov zirkónia.
• Oxidy vznikajú pri teplotách 500 C a vyšších.
• Elektronegativita je nulová.
• Kovalentný polomer je 145 pm.

Zirkónium sa ťaží z rudných koncentrátov. Často sa vyskytuje vo forme oxidov, kremičitanov. V čisto chemickom prvku sa v zemskej kôre nevyskytuje. V prírode nájdete zirkón, baddeleyit. Ložiská chemického prvku sú roztrúsené po celom svete. Veľké ložiská sú zriedkavé. Veľké množstvo ložísk rudy sa nachádza v Austrálii, Brazílii, Indii, Južnej Afrike. V Rusko sa považuje za bohaté na zásoby rudy v oblastiach Murmansk, Tomsk, Tambov, Nižný Novgorod. Prvé miesto z hľadiska dostupnosti zásob zirkónu je obsadené polostrovom Kola.

Často je v rude spolu so zirkónom prítomné hafnium, ktoré má podobné vlastnosti. Každý prvok jednotlivo má cenné vlastnosti, ale ich kombinácia je neprijateľná, pretože spôsobuje, že prírodný materiál je nevhodný na použitie. Na oddelenie jedného chemického prvku od druhého sa používa viacstupňový čistiaci systém. To výrazne zvyšuje náklady na výrobu zirkónu. V priemysle sa používajú koncentráty oxidu zirkoničitého, ktoré sa získavajú obohacovaním rudy.

Existujú rôzne spôsoby získavania kovov.

• Chlorid. Krolova metóda je založená na chlorácii oxidu zirkoničitého. Ďalej sa čistí a obnovuje horčíkom. Časté používanie metódy je spôsobené jej relatívne nízkymi nákladmi. Existujú 2 spôsoby chlórovania. Priamy proces sa uskutočňuje pri teplotách od 900 C do 1000 C. Druhý spôsob spočíva v chlorácii východiskovej zmesi pri teplotách od 400 C do 900 C.
• Fluorid. Metóda zahŕňa spekanie koncentrovanej zmesi zirkónu s draslíkom pri teplote 600 až 700 C. Výsledný koncentrát sa alkalizuje a čistí. Potom sa uskutoční elektrolýza taveniny a kovová zložka sa izoluje.
• Alkalický. Metóda je určená na izoláciu oxidu zirkoničitého. Na získanie kovového prvku sa používa fluoridová alebo chloridová metóda. Procesom alkalizácie sa zirkónium premení na rozpustnú zložku. Robí sa to spekaním napríklad so zmesou uhličitanu vápenatého a chloridu vápenatého pri teplotách od 1000 do 1300 C. Potom sa uskutoční alkalizácia, čistenie, hydrolizácia a kalcinácia. Takto sa zirkónium získava v laboratórnych podmienkach. Z konečného produktu sa formujú tyče, ktoré sa posielajú do výroby.

V závislosti od oblasti použitia môže byť chemický prvok prezentovaný ako tvrdá zliatina so strieborným odtieňom alebo vo forme modrého prášku. Drahokamy syntetizované z chemického prvku môžu mať rôzne odtiene. Popis farby, jej intenzita závisí od množstva a druhu nečistôt, napríklad céru, titánu, erbia, chrómu. Tiež kremičitan zirkoničitý, ktorý je súčasťou zirkónu, je zastúpený nasledujúcimi odrodami.

• Hyacint. Má hnedý, červený alebo ružový odtieň.
• Matarský diamant. Priehľadný kameň nemá farbu, ťaží sa na ostrove Matara.
• Žargón. Líši sa v prítomnosti slamky, zlatého odtieňa.
• Starlit. Priehľadný kameň s modrým odtieňom.
• Malacon. Má tmavo hnedú farbu.

V závislosti od typu, stavu chemického prvku je jeho použitie rozšírené v rôznych sférach života.

• Kov sa používa na priemyselné účely, v šperkoch, v každodennom živote.
• V priemysle sa často používa zirkón, kremičitan zirkoničitý, oxid zirkoničitý, baddeleyit.
• V metalurgickom priemysle sa chemický prvok používa na legovanie ocelí. Pridáva sa do zliatin na zlepšenie kvality. Vďaka zirkónu sa zvyšuje pevnosť a uľahčuje sa proces rezania.
• Pri výrobe pyrotechniky sa zirkónium používa vo forme prášku. Keď zmes horí, nevzniká dym, preto sa používa na vytváranie ohňostrojov, ohňostrojov.
• V chemickom priemysle sa zirkónium používa pri výrobe keramiky odolnej voči opotrebovaniu.
• Kov je široko používaný pri výrobe vojenského vybavenia, napríklad na výrobu diaľkových bômb, nábojov, rakiet s osvetlením. Kovové zliatiny sú neoddeliteľnou súčasťou konštrukcií jadrových reaktorov.
• Výroba smaltu, keramiky, glazúry sa tiež nezaobíde bez účasti zirkónu. V tomto prípade sa používa oxid zirkoničitý. Nestmavne, má reprezentatívny vzhľad a zlepšuje kvalitu produktu.
• Kov sa používa pri činení kože. V tomto prípade sa používajú zlúčeniny so síranom.
• V strojárskom priemysle sa kov používa pri výrobe čerpadiel, uzatváracích ventilov.
• Na rozdiel od olovených záster je dokonca aj tenký plech oveľa účinnejší pri ochrane pred prenikaním röntgenových lúčov.
• Vďaka liečivým vlastnostiam kovu sa používa v rôznych oblastiach medicíny.
• Zirkónové komponenty nespôsobujú alergickú reakciu, odmietnutie, odolnosť proti opotrebovaniu, pevnosť, plasticitu. Používajú sa v traumatológii na liečbu rôznych zlomenín.
• Široké používanie oxidu zirkoničitého v zubnom lekárstve je spôsobené absenciou dráždivého faktora pri vystavení mäkkým tkanivám alebo štruktúre kostí. Nástroje, zubné implantáty, korunky, sponky, dlahy, svorky, stehy sú vyrobené z kovu.
• Šperky vyrobené z oxidu zirkoničitého a kubického zirkónu sú známe nielen svojim nádherným vzhľadom, ale aj blahodarným účinkom na celé telo.
• Neustále nosenie náramkov alebo opaskov má liečivý účinok na kožné ochorenia, napríklad ekzém, dermatitídu, psoriázu. Kov normalizuje krvný tlak, dodáva energiu, zmierňuje nespavosť. Zirkónium pomáha zlepšovať stav pri ochoreniach pohybového ústrojenstva.
• Kov má tiež baktericídny účinok. Je známy svojou schopnosťou rýchlo hojiť rany. Ak si hneď po prepichnutí ušných lalôčikov nasadíte zirkónové náušnice, hojenie bude rýchlejšie.
• Existuje názor, že chemický prvok tlmí bolesť, priaznivo pôsobí na kardiovaskulárny systém, zlepšuje dýchanie, bojuje proti črevným infekciám, vírusom, pôsobí protirakovinovo.
• Chemický prvok sa aktívne používa v litoterapii pri liečbe ochorení endokrinného systému.

Existuje názor, že v závislosti od farebnej škály má telo iný účinok.

• Pri prechladnutí sa odporúča použiť čierny kov.
• Ak máte slabú chuť do jedla, pomôže vám prvok s červeným odtieňom.
• Hnedá sa používa na očistu organizmu.
• Transparentné minerály alebo modré kamene pomáhajú obnoviť metabolizmus.

Riad je vyrobený zo zirkónu, napríklad hrnčeky, lyžice, poháre a iné náčinie. Kov sa tiež používa v optike, ktorá je navrhnutá tak, aby fungovala v extrémnych podmienkach, napríklad pri vysokých teplotách alebo prudkých zmenách. Kubické zirkóny majú veľký uhol lomu, to sa používa pri výrobe šošoviek. Samostatne treba spomenúť použitie kovu v šperkoch. V dávnych dobách bol zirkón nazývaný „nedokonalým diamantom“, pretože po vybrúsení bol ich lesk vyblednutý viac ako pri prírodných kameňoch.

Treba poznamenať, že malé kamene sa používajú na šperky, pretože sú bezpečnejšie z hľadiska žiarenia. Sú slabo sfarbené a majú malú priehľadnosť. Veľké kamene sa vyznačujú nadmernou rádioaktivitou. Sú nepriehľadné a pestrofarebné. Takéto kamene nemožno skladovať doma, rezať ani prepravovať. Zirkónium sa používa pri výrobe prsteňov, náušníc, diadémov, príveskov, príveskov. Často vyrábajte kovové vložky do výrobkov, striekaním.

Správna starostlivosť a skladovanie udrží šperky neporušené. Čistenie sa odporúča handričkou namočenou v mydlovej vode. Potom sa výrobok umyje pod vodou, utrie dosucha a vyleští flanelom. Kamene je najlepšie uchovávať oddelene od ostatných šperkov. Vyhnete sa tak mechanickému poškodeniu.

Aby ste sa nemýlili v pravosti produktu, mali by ste venovať pozornosť nasledujúcim bodom.

• Štruktúra lomu svetelných lúčov. Malo by byť mnohostranné.
• Prítomnosť kovového lesku. Vyznačuje sa svojou uniformitou.
• Prítomnosť žltkastých škvŕn.

Španielski klenotníci v stredoveku vyrábali jedinečné šperky zo zirkónu, ktorý bol vysoko rádioaktívny. Vzhľadom veľmi pripomínali drahé kamene. Nosenie takýchto šperkov bolo mimoriadne nebezpečné. Dokonca aj v dávnych dobách bolo zaznamenané, že dlhodobé nosenie veľkých kameňov tmavej farby viedlo k bezprostrednej smrti ich majiteľa. Hyacint dostal meno podľa kvetu. Podľa mytológie Apollo vypestoval kvet z krvi mladého muža menom Hyacint, ktorého Apollo veľmi miloval.

Vďaka lesku, prítomnosti rôznych farieb, by sa kameň mohol ľahko zameniť s diamantom, zafírom, turmalínom alebo topásom. Toto často využívali podvodníci, vydávajúci šperky za šperky. Obyvatelia Ázie zbožňovali kameň a obdarovali ho magickými vlastnosťami. Pre nich bol talizmanom. Vyrábali sa z nej amulety a prívesky.

V Indii bol kameň obdarený schopnosťou ovládať slnko, mesiac. Verilo sa, že talizman pomáha vedcom, obchodníkom, tulákom a tiež milovníkom v podnikaní. Astrológovia venovali pozornosť aj jedinečným vlastnostiam kameňa. Podľa ich názoru zirkón je vhodný pre Barana, Kozorožca, Vodnára. Jeho nosenie by mali obmedziť, alebo sa mu dokonca úplne vyhnúť Býk, Váhy, Strelec, Rak.

takze pre Vodnára sú ideálne žlté alebo modré minerály s kovovou žiarou. Nosenie výrobku prispieva k rozvoju intuície, analytických schopností a vzniku vynikajúcej chuti. Ale pre Kozorožcov je vhodný kameň modrej farby, ktorý sa odporúča nosiť na ľavej strane. To umocňuje magické spojenie. Pre Barana sú vhodnejšie slamené alebo červené kamene. Nosenie výrobku prispieva k rozvoju magických schopností, pozornosti, opatrnosti.