Cirkonijs

Par cirkonija metālu (Zr) un cirkonija sakausējumi

Cirkonijs (Zr) ir ļoti izturīgs pret koroziju metāls, ko mēs izmantojam daudziem produktiem specializētajā ķīmiskajā vidē (galvenokārt etiķskābes un sālsskābes). Daži ietver sūkņus, vārsti, kodolenerģijas lietojumiem, ķīmiskā apstrāde, reaktora trauki, siltummaiņi un daudz ko citu. Kodolenerģijas nozare izmanto gandrīz 90% no gadā saražotā cirkonija. Cirkonijs tiek izmantots arī kā tērauda leģējošais līdzeklis, veikt dažu veidu ķirurģiskas iekārtas un kā getter, materiāls, kas apvienojas ar gāzēm un noņem tās, veido vakuuma caurules. Cirkonija metāls ir metināms un veidojams.

Cirkonijs 702 piedāvā lielisku aizsardzību pret koroziju ar izturību pret sprieguma-korozijas plaisāšanu un plaisu koroziju. To bieži izmanto ķīmiskai pārstrādei. Sakausēts ar 2 uz 3 procenti Kolumbija, cirkonijs 705 ir ievērojami stiprāks un elastīgāks nekā cirkonijs 702 ar gandrīz vienādu izturību pret koroziju, padarot to par izvēlēto sakausējumu lielākajai daļai cirkonija stiprinājumu. Papildus tam, lai pretotos HCl visās koncentrācijās un temperatūrā, kas pārsniedz vārīšanās temperatūru, cirkonijam un tā sakausējumiem ir arī lieliska sērskābes izturība temperatūrā virs viršanas un koncentrācijā līdz 70%. Slāpekļskābes korozijas ātrums ir mazāks par 1 mil / gadā temperatūrā virs viršanas un koncentrācijā līdz 90%. Metāli iztur arī lielāko daļu organisko vielu, piemēram, etiķskābi un etiķskābes anhidrīdu, kā arī citronu, pienskābes, vīnskābe, skābeņains, tanīns, un hlorētas organiskās skābes. Salīdzinoši maz metālu, izņemot cirkoniju, var izmantot ķīmiskajos procesos, kuriem nepieciešams pārmaiņus kontakts ar spēcīgām skābēm un sārmiem. Tomēr, cirkonijam nav izturības pret fluorūdeņražskābi, un tas tiek ātri uzbrukts, pat ļoti zemās koncentrācijās. Tur ir 4 korozijizturīga leģēta cirkonija veidi ķīmijas rūpniecībā: Zr702, Zr704, Zr705 un Zr706, piemērojot dažādu ķīmisko barotni un stāvokli. Šo četru cirkonija sakausējumu izturība pret koroziju ir gandrīz vienāda, bet to mehāniskās īpašības ir ļoti atšķirīgas. Zr705 stiepes izturība ir divreiz lielāka par Zr702. Parasti Zr705 izmanto ķīmiskās iekārtās, kurām ir augstākas intensitātes prasības. Bet sērskābē, kas satur FeCl3, Zr702 un Zr704 korozijizturīgās īpašības ir labākas nekā Zr705 un Zr706. Zr706 ir pietiekami izturīgs un ar lielu pagarinājumu, un to parasti izmanto siltummaiņa ražošanā.

Cirkonijs ir arī ļoti izturīgs pret karstumu un koroziju, un tas arī veido daudz noderīgu savienojumu un sakausējumu. Šīs stiprās puses padara to par ideālu komponentu kodolreakcijām, un to izmanto arī laboratorijas iekārtās, metalurģijas un ķirurģijas ierīces. Reaktīvajos dzinējos un gāzes turbīnās var izmantot arī cirkoniju un cirkonija sakausējumus, lai novērstu metālu deformēšanos augstas siltuma iedarbības dēļ. Cirkonijs (atomu simbols: Zr, atomu skaitlis: 40) ir D bloks, Grupa 4, Periods 5 elements ar atomu masu 91.224. Cirkonija Bora modelis Elektronu skaits katrā cirkonija apvalkā ir 2, 8, 18, 10, 2 un tā elektronu konfigurācija ir [Kr] 4d2 5s2. Cirkonija atoma rādiuss ir 160 pm un Van der Vālsa rādiuss 186 pm. Gadā cirkoniju atklāja Martins Heinrihs Klaprots 1789 un pirmo reizi izolēja Jons Jakobs Berzeliuss 1824. Tās elementārajā formā, cirkonijam ir sudrabaini balts izskats, kas ir līdzīgs titānam.

Cirkonija galvenais minerāls ir cirkons (cirkonija silikāts). Elementārais cirkonijs tiek komerciāli ražots kā titāna un alvas ieguves blakusprodukts, un tam ir daudz pielietojumu kā necaurredzamībai un ugunsizturīgam materiālam. Dabā tas nav atrodams kā brīvs elements. Cirkonija nosaukums nāk no minerāla cirkona, vissvarīgākais cirkonija avots, un no persiešu vārda zargun, kas nozīmē zeltveidīgu.