เซอร์โคเนียม

เกี่ยวกับโลหะเซอร์โคเนียม (Zr) และโลหะผสมเซอร์โคเนียม

เซอร์โคเนียม (Zr) เป็นโลหะที่ทนต่อการกัดกร่อนสูงซึ่งเราใช้สําหรับผลิตภัณฑ์จํานวนมากสําหรับสภาพแวดล้อมทางเคมีเฉพาะ (กรดอะซิติกและไฮโดรคลอริกเป็นหลัก). บางส่วนรวมถึงปั๊ม, วาล์ว, งานนิวเคลียร์, กระบวนการทางเคมี, เรือเครื่องปฏิกรณ์, แลกเปลี่ยนความร้อนและอื่น ๆ. อุตสาหกรรมพลังงานนิวเคลียร์ใช้เกือบ 90% ของเซอร์โคเนียมที่ผลิตแต่ละปี. เซอร์โคเนียมยังใช้เป็นตัวแทนที่ผสมในเหล็ก, จะทำให้บางชนิด ของอุปกรณ์ผ่าตัด และ เป็นความทะเยอทะยาน, วัสดุที่ใช้ร่วมกับ และติดตามเอาแก๊สหลอดสุญญากาศแบบฟอร์ม. โลหะเซอร์โคเนียมสามารถเชื่อมได้และขึ้นรูปได้.

เซอร์โคเนียม 702 ให้การป้องกันการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมที่มีความต้านทานต่อความเครียด- การกัดกร่อนแตกและการกัดกร่อนรอยแยก. มันมักจะใช้สําหรับการประมวลผลทางเคมี. โลหะผสมกับ 2 ถึง 3 เปอร์เซ็นต์โคลัมเบีย, เซอร์โคเนียม 705 มีความแข็งแรงและเหนียวกว่าเซอร์โคเนียมอย่างมีนัยสําคัญ 702 มีความต้านทานการกัดกร่อนเกือบเท่ากัน, ทําให้มันเป็นโลหะผสมของทางเลือกสําหรับรัดเซอร์โคเนียมส่วนใหญ่. นอกเหนือจากการต่อต้าน HCl ที่ความเข้มข้นทั้งหมดและที่อุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิเดือด, เซอร์โคเนียมและโลหะผสมของมันยังมีความต้านทานที่ดีเยี่ยมในกรดกํามะถันที่อุณหภูมิสูงกว่าเดือดและความเข้มข้นเพื่อ 70%. อัตราการกัดกร่อนในกรดไนตริกน้อยกว่า 1 mil/ปีที่อุณหภูมิสูงกว่าเดือดและความเข้มข้นเพื่อ 90%. โลหะยังต้านทานสารอินทรีย์ส่วนใหญ่เช่นกรดอะซิติกและอะซิติกไฮไดรด์เช่นเดียวกับซิตริก, แลคติค, ทาร์ทาริค, ออกซาลิก, แทนนิก, และกรดอินทรีย์คลอรีน. โลหะค่อนข้างน้อยนอกเหนือจากเซอร์โคเนียมสามารถใช้ในกระบวนการทางเคมีที่ต้องการสัมผัสทางเลือกกับกรดที่แข็งแกร่งและด่าง. อย่างไรก็ตาม, เซอร์โคเนียมไม่มีความต้านทานต่อกรดไฮโดรฟลูออริกและถูกโจมตีอย่างรวดเร็ว, แม้ในความเข้มข้นต่ํามาก. มี 4 ชนิดของเซอร์โคเนียมโลหะผสมทนต่อการกัดกร่อนในอุตสาหกรรมเคมี: Zr702, Zr704, Zr705 และ Zr706, นําไปใช้กับสารเคมีที่แตกต่างกันกลางและเงื่อนไข. ความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสมเซอร์โคเนียมทั้งสี่นี้เกือบจะเหมือนกัน, แต่คุณสมบัติเชิงกลของพวกเขาแตกต่างกันมาก. ความต้านทานแรงดึงของ Zr705 เป็นสองเท่าของ Zr702. โดยปกติ Zr705 จะใช้ในอุปกรณ์เคมีที่มีความต้องการที่สูงขึ้นสําหรับความเข้ม. แต่ในกรดกํามะถันที่มี FeCl3, คุณสมบัติทนต่อการกัดกร่อนของ Zr702 และ Zr704 ดีกว่า Zr705 และ Zr706. zr706มีความแข็งแรงเพียงพอและการยืดตัวสูงและมักจะใช้ในการทําแลกเปลี่ยนความร้อน.

เซอร์โคเนียมยังทนต่อความร้อนและการกัดกร่อนสูง, และยังเป็นสารที่มีประโยชน์มากมายและโลหะผสม. จุดแข็งเหล่านี้ทำให้คอมโพเนนต์ที่เหมาะสำหรับปฏิกิริยานิวเคลียร์, และมันยังถูกใช้ในอุปกรณ์ห้องปฏิบัติการ, โลหะและเครื่องใช้ไฟฟ้าราคาประหยัด. กังหันก๊าซและเครื่องยนต์ jet อาจใช้เซอร์โคเนียมและโลหะผสมของเซอร์โคเนียมเพื่อป้องกันโลหะไม่ให้แปรปรวนเนื่องจากความร้อนสูง. เซอร์โคเนียม (สัญลักษณ์อะตอม: Zr, หมายเลขอะตอม: 40) เป็นบล็อก D, กลุ่ม 4, รอบ ระยะ เวลา 5 องค์ประกอบที่มีน้ําหนักอะตอมของ 91.224. เซอร์โคเนียม Bohr รุ่นจํานวนอิเล็กตรอนในแต่ละเปลือกหอยของเซอร์โคเนียมคือ 2, 8, 18, 10, 2 และการกําหนดค่าอิเล็กตรอนของมันคือ [Kr] 4d2 5s2. อะตอมเซอร์โคเนียมมีรัศมี 160 PM และรัศมี Van der Waals ของ 186 PM. เซอร์โคเนียมถูกค้นพบโดย มาร์ติน ไฮนริช คลาโปรธ ใน 1789 และแยกครั้งแรกโดย Jöns Jakob Berzelius ใน 1824. ในรูปแบบธาตุของมัน, เซอร์โคเนียมมีลักษณะสีขาวสีเงินที่คล้ายกับไทเทเนียม.

แร่ธาตุหลักของเซอร์โคเนียมคือเซอร์คอน (เซอร์โคเนียมซิลิเกต). ธาตุเซอร์โคเนียมผลิตในเชิงพาณิชย์เป็นผลพลอยได้ของไทเทเนียมและดีบุกการทําเหมืองแร่และมีการใช้งานจํานวนมากเป็น opacifier และวัสดุทนไฟ. ไม่พบในธรรมชาติเป็นองค์ประกอบฟรี. ชื่อของเซอร์โคเนียมมาจากเซอร์คอนแร่, แหล่งที่สําคัญที่สุดของเซอร์โคเนียม, และจากคําภาษาเปอร์เซียซาร์กุน, หมายถึงทอง- เหมือน.