Cirkonij

O kovini cirkonija (Zr) in cirkonijeve zlitine

Cirkonij (Zr) je kovina, odporna proti koroziji, ki se uporablja za številne izdelke za specializirana kemična okolja (predvsem ocetna in klorovodikova kislina). Nekatere vključujejo črpalke, ventili, jedrske uporabe, kemična predelava, reaktorske posode, izmenjevalniki toplote in še več. Jedrska industrija skoraj uporablja 90% vsako leto proizvedenega cirkonija. Cirkonij se uporablja tudi kot legirno sredstvo v jeklu, za izdelavo nekaterih vrst kirurške opreme in kot pridobivalec, material, ki združuje in odstranjuje pline v sledovih, tvori vakuumske cevi. Cirkonijeva kovina je varljiva in oblikovana.

Cirkonij 702 ponuja odlično zaščito pred korozijo z odpornostjo proti korozijskim razpokam in koroziji v razpokah. Pogosto se uporablja za kemično obdelavo. Zlitina z 2 do 3 odstotkov Kolumbija, cirkonija 705 je bistveno močnejši in duktilnejši od cirkonija 702 s skoraj enako odpornostjo proti koroziji, zaradi česar je zlitina izbire za večino cirkonijevih pritrdilnih elementov. Poleg upiranja HCl pri vseh koncentracijah in pri temperaturah nad vreliščem, cirkonij in njegove zlitine imajo tudi odlično odpornost na žveplovo kislino pri temperaturah nad vreliščem in koncentracijah do 70%. Stopnja korozije v dušikovi kislini je manjša od 1 mil/leto pri temperaturah nad vreliščem in koncentracijah do 90%. Kovine se upirajo tudi večini organskih snovi, kot sta ocetna kislina in ocetni anhidrid ter citronska kislina, mlečno, vinski, oksalna, tannik, in klorirane organske kisline. Sorazmerno malo kovin se poleg cirkonija lahko uporablja v kemičnih procesih, ki zahtevajo izmenični stik z močnimi kislinami in alkalijami. Vendar, cirkonij ni odporen na fluorovodikovo kislino in je hitro napaden, tudi pri zelo nizkih koncentracijah. Obstajajo 4 vrste legiranega cirkonija, odpornega proti koroziji, v kemični industriji: Zr702, Zr704, Zr705 in Zr706, nanašanje na različne kemijske medije in pogoje. Odpornost proti koroziji teh štirih cirkonijevih zlitin je skoraj enaka, vendar so njihove mehanske lastnosti zelo različne. Natezna trdnost Zr705 je dvakrat večja od Zr702. Zr705 se običajno uporablja v kemični opremi, ki zahteva večje intenzivnosti. Toda v žveplovi kislini, ki vsebuje FeCl3, Zr702 in Zr704 odporne proti koroziji lastnosti so boljše od Zr705 in Zr706. Zr706 ima dovolj trdnosti in velikega raztezka in se običajno uporablja pri izdelavi izmenjevalnika toplote.

Cirkonij je tudi zelo odporen proti vročini in koroziji, tvori pa tudi številne uporabne spojine in zlitine. Zaradi teh jakosti je idealna sestavina za jedrske reakcije, uporablja pa se tudi v laboratorijski opremi, metalurgija in kirurški aparati. Jet motorji in plinske turbine lahko uporabljajo tudi cirkonij in cirkonijeve zlitine, da preprečijo deformacijo kovin zaradi visoke izpostavljenosti toploti. Cirkonij (atomski simbol: Zr, atomsko številko: 40) je blok D., Skupina 4, Obdobje 5 element z atomsko maso 91.224. Cirkonijev Bohrov model Število elektronov v vsaki od cirkonijevih lupin je 2, 8, 18, 10, 2 in njegova elektronska konfiguracija je [Kr] 4d2 5s2. Polmer atoma cirkonija je 160 popoldne in Van der Waalsov polmer 186 popoldne. Cirkonij je odkril Martin Heinrich Klaproth leta 1789 in ga je prvi izoliral Jöns Jakob Berzelius leta 1824. V svoji elementarni obliki, cirkonij ima srebrno bel videz, ki je podoben titanu.

Glavni mineral cirkonija je cirkon (cirkonijev silikat). Elementarni cirkonij se komercialno proizvaja kot stranski proizvod pri pridobivanju titana in kositra in ima veliko aplikacij kot sredstvo za zatemnitev in ognjevzdržen material. V naravi ga ne najdemo kot prostega elementa. Ime cirkonija izvira iz minerala cirkona, najpomembnejši vir cirkonija, in iz perzijskega wordzargun, kar pomeni zlatu podobno.