Co je zirkonium a kde se používá?

Nejstarší kov má jedinečné vlastnosti, které jsou žádané v různých sférách života. S rozvojem nových výrobních technologií obliba zirkonia jen stoupá. K rozluštění této hádanky pomohou historické údaje a také vlastnosti a složení chemického prvku.

Ve slavné tabulce D.I.Mendělejeva atomové číslo zirkonia odpovídá 40, jeho označení je Zr. Zirkonium patří do 4. skupiny, stojí v 5. periodě. Hmotnost atomu je 91,22 g / mol. Poloměr atomu odpovídá 160 pikometrům. Ve středu je jádro, stejně jako neutrony a protony. Kolem atomu je 5 oběžných drah, které obsahují 40 elektronů. Přírodní materiál je přítomen ve formě oxidů, solí nebo silikátů. Navenek kov vypadá jako ocel. Složení kovového prvku může obsahovat další nečistoty, díky nimž se získají různé barvy a odstíny.

Zirkonium je třeba odlišit od zirkonu a kubického zirkonu. Faktem je, že zirkonium je kov, který připomíná ocel. Zirkon je přírodní kámen, který připomíná zlato. Obsahuje atomy zirkonia.

Podle vědců je zirkonium nejstarší chemickou složkou, která vznikla před 3,5 miliardami let. Jeho stopy byly nalezeny v nejhlubších vrstvách zemské kůry. V procesu studia minerálu zirkonu byl vědec z Německa Klaproth schopen izolovat nerozpustný koncentrát, oxid zirkoničitý. Tato událost se stala v roce 1789.

Švédskému vědci Berzeliusovi se v roce 1824 podařilo izolovat zirkonium jako volný prvek. Čistý chemický prvek byl získán až v roce 1925. To se podařilo holandskému chemikovi Antonu Edurardovi van Arkelovi. Původ názvu samotného chemického prvku je stále neznámý. Existuje názor, že kořeny by měly být nalezeny v arabském jazyce. Existuje názor, že název pochází z perského jazyka.

Kov se stříbřitou barvou má dobrou tažnost. Zirkonium je odolné vůči korozi, alkalickým roztokům, nedegraduje v kyselém prostředí. Lze jej snadno zpracovat válcováním, kováním nebo válcováním. Venku má materiál neviditelný povlak, který spolehlivě chrání před účinky plynů, páry, vody. Prvek je odolný vůči vlivu vysokoteplotních indikátorů, čpavku, kyselin, zásad.

V práškovém stavu je i při běžné pokojové teplotě chemický prvek výbušný, je vysoce hořlavý. Je třeba poznamenat, že prvek je užitečný jako nečistota. Přidává se do složení různých slitin. Tím se zvyšují pevnostní charakteristiky, odolnost proti opotřebení výsledného materiálu. Přidávání jakýchkoli nečistot k chemickému prvku je však nepřijatelné, protože výrazně zhoršuje jeho vlastnosti.

• Při teplotě 20 C je hustota zirkonia 6,5 ​​g / cm3.
• Pevnost je 175 MPa.
• Index pružnosti je 96 MPa.
• Teplota tání je 1855 C.
• Bod varu je přibližně 4350 C.
• Tepelná vodivost je 300K.
• Zirkonium při zahřátí magnetizuje.
• Ve své čisté formě je prvek plastový. Přídavek nečistot ve formě dusíku, kyslíku, vodíku, uhlíku však činí materiál křehkým.
• Tvrdost podle Brinella je 640-670 MN / m2. Tento indikátor je značně ovlivněn přítomností kyslíku. Čím víc, tím větší tvrdost. Při vysoké tvrdosti nelze zirkonium zpracovat tlakem. Interakce s kyslíkem je vyvolána zvýšením teplotních indikátorů.
• Zirkonium je stabilní ve vodě při teplotách do 300 C.
• Tvrdost podle Vickerse se pohybuje od 600 do 1700 MPa.

• Zirkonium má nejvyšší oxidační stav, který je +4. Nižší rychlost oxidace lze nalézt v kovu v přítomnosti nečistot ve formě chlóru a bromu. K oxidaci dochází při teplotách 200-400 C.
• Při zahřátí prvku na 250 C a výše dochází k absorpci vodíku, v důsledku čehož vznikají hybridy s kovovými vlastnostmi.
• Interakce s halogeny podporuje tvorbu halogenidů zirkonia.
• Oxidy vznikají při teplotách 500 C a vyšších.
• Elektronegativita je nulová.
• Kovalentní poloměr je 145 pm.

Zirkonium se těží z rudných koncentrátů. Často se vyskytuje ve formě oxidů, silikátů. V čistém chemickém prvku se v zemské kůře nevyskytuje. V přírodě můžete najít zirkon, baddeleyit. Ložiska chemického prvku jsou roztroušena po celém světě. Velká ložiska jsou vzácná. Velké množství rudných ložisek se nachází v Austrálii, Brazílii, Indii, Jižní Africe. PROTI Rusko je považováno za bohaté na zásoby rud v oblastech Murmansk, Tomsk, Tambov, Nižnij Novgorod. První místo z hlediska dostupnosti zásob zirkonia zaujímá poloostrov Kola.

Často je v rudě spolu se zirkoniem přítomno hafnium, které má podobné vlastnosti. Každý prvek samostatně má cenné vlastnosti, ale jejich kombinace je nepřijatelná, protože přírodní materiál je nevhodný k použití. K oddělení jednoho chemického prvku od druhého se používá vícestupňový systém čištění. To výrazně zvyšuje náklady na výrobu zirkonia. V průmyslu se používají koncentráty oxidu zirkoničitého, které se získávají obohacováním rudy.

Existují různé způsoby získávání kovů.

• Chlorid. Krolova metoda je založena na chloraci oxidu zirkoničitého. Dále se provádí čištění, obnova pomocí hořčíku. Časté používání této metody je způsobeno její relativně nízkou cenou. Existují 2 způsoby chlorace. Přímý proces se provádí při teplotách od 900 C do 1000 C. Druhý způsob spočívá v chloraci výchozí směsi při teplotách od 400 C do 900 C.
• Fluorid. Metoda spočívá ve slinování koncentrované směsi zirkonia s draslíkem při teplotě 600 až 700 C. Výsledný koncentrát se alkalizuje a čistí. Poté se provede elektrolýza taveniny a kovová složka se izoluje.
• Alkalický. Metoda je navržena pro izolaci oxidu zirkoničitého. K získání kovového prvku se provádí fluoridová nebo chloridová metoda. Procesem alkalizace se zirkonium přemění na rozpustnou složku. To se provádí slinováním např. se směsí uhličitanu vápenatého a chloridu vápenatého při teplotách od 1000 do 1300 C. Poté se provádí alkalizace, čištění, hydrolýza a kalcinace. V laboratorních podmínkách se tak získává zirkonium. Z konečného produktu se formují tyče, které se odesílají do výroby.

V závislosti na oblasti použití může být chemický prvek prezentován jako tvrdá slitina se stříbřitým odstínem nebo ve formě modrého prášku. Drahokamy syntetizované z chemického prvku mohou mít různé odstíny. Popis barvy, její intenzita závisí na množství a druhu nečistot, např. cer, titan, erbium, chrom. Také křemičitan zirkoničitý, který je součástí zirkonu, je zastoupen následujícími odrůdami.

• Hyacint. Má hnědý, červený nebo růžový odstín.
• Matarský diamant. Průhledný kámen nemá barvu, těží se na ostrově Matara.
• Žargon. Liší se v přítomnosti slámy, zlatého odstínu.
• Hvězdnatý. Průhledný kámen s modrým nádechem.
• Malacon. Má tmavě hnědou barvu.

V závislosti na typu, stavu chemického prvku je jeho použití rozšířené v různých sférách života.

• Kov se používá pro průmyslové účely, ve šperkařství, v každodenním životě.
• V průmyslu se často používá zirkon, křemičitan zirkoničitý, oxid zirkoničitý, baddeleyit.
• V metalurgickém průmyslu se chemický prvek používá k legování ocelí. Přidává se do slitin pro zlepšení kvality. Díky zirkonu se zvyšuje pevnost a usnadňuje se proces řezání.
• Při výrobě pyrotechniky se zirkonium používá ve formě prášku. Když směs hoří, nevzniká žádný kouř, proto se používá k vytváření ohňostrojů, pozdravů.
• V chemickém průmyslu se zirkonium používá při výrobě keramiky odolné proti opotřebení.
• Kov je široce používán při výrobě vojenské techniky, například pro výrobu dálkových bomb, střel, raket s osvětlením. Kovové slitiny jsou nedílnou součástí konstrukcí jaderných reaktorů.
• Výroba smaltu, keramiky, glazury se také neobejde bez účasti zirkonia. V tomto případě se používá oxid zirkoničitý. Netmavne, má reprezentativní vzhled a zlepšuje kvalitu produktu.
• Kov se používá při činění kůže. V tomto případě se používají sloučeniny se síranem.
• Ve strojírenském průmyslu se kov používá při výrobě čerpadel, uzavíracích armatur.
• Na rozdíl od olověných zástěr i tenký plech mnohem účinněji chrání před pronikáním rentgenového záření.
• Vzhledem k léčivým vlastnostem kovu se používá v různých oblastech medicíny.
• Komponenty zirkonia nezpůsobují alergickou reakci, odmítnutí, odolnost proti opotřebení, pevnost, plasticitu. Používají se v traumatologii při léčbě různých zlomenin.
• Široké použití oxidu zirkoničitého v zubním lékařství je způsobeno nepřítomností dráždivého faktoru při vystavení měkkým tkáním nebo kostní struktuře. Nástroje, zubní implantáty, korunky, sponky, dlahy, svorky, stehy jsou vyrobeny z kovu.
• Šperky vyrobené z oxidu zirkoničitého a kubického zirkonia jsou známé nejen svým nádherným vzhledem, ale také blahodárným působením na celé tělo.
• Neustálé nošení náramků nebo pásků má léčivý účinek na kožní onemocnění jako je ekzém, dermatitida, lupénka. Kov normalizuje krevní tlak, dodává energii, zmírňuje nespavost. Zirkonium přispívá ke zlepšení stavu při onemocněních pohybového aparátu.
• Kov má také baktericidní účinek. Je známá svou schopností rychle hojit rány. Pokud si hned po propíchnutí ušních boltců nasadíte zirkonové náušnice, bude hojení rychlejší.
• Existuje názor, že chemický prvek ulevuje od bolesti, příznivě působí na kardiovaskulární systém, zlepšuje dýchání, bojuje proti střevním infekcím, virózám, působí protirakovinně.
• Chemický prvek se aktivně používá v litoterapii při léčbě onemocnění endokrinního systému.

Existuje názor, že v závislosti na barevné škále má tělo jiný účinek.

• Při nachlazení se doporučuje použít černý kov.
• Pokud máte špatnou chuť k jídlu, pomůže vám prvek s červeným odstínem.
• Hnědá se používá k očistě těla.
• Transparentní minerály nebo modré kameny pomáhají obnovit metabolismus.

Nádobí se vyrábí ze zirkonia, například hrnky, lžíce, sklenice a další nádobí. Kov se také používá v optice, která je navržena pro provoz v extrémních podmínkách, například při vysokých teplotách nebo prudkých změnách. Kubické zirkonie mají velký úhel lomu, toho se využívá při výrobě čoček. Samostatně je třeba zmínit použití kovu ve špercích. V dávných dobách se zirkonu říkalo „nedokonalý diamant“, protože po vybroušení byl jejich lesk více vybledlý než u přírodních kamenů.

Je třeba poznamenat, že malé kameny se používají na šperky, protože jsou bezpečnější z hlediska radiačního záření. Jsou slabě zbarvené a mají malou průhlednost. Velké kameny se vyznačují nadměrnou radioaktivitou. Jsou neprůhledné a pestrobarevné. Takové kameny nelze doma skladovat, řezat ani převážet. Zirkonium se používá při výrobě prstenů, náušnic, diadémů, přívěsků, přívěsků. Často dělejte kovové vložky do výrobků, stříkáním.

Správná péče a skladování udrží šperky neporušené. Čištění se doporučuje hadříkem namočeným v mýdlové vodě. Poté se výrobek omyje pod vodou, vytře do sucha a vyleští flanelem. Kameny je nejlepší uchovávat odděleně od ostatních šperků. Vyhnete se tak mechanickému poškození.

Abyste se nemýlili v pravosti produktu, měli byste věnovat pozornost následujícím bodům.

• Struktura lomu světelných paprsků. Mělo by to být mnohostranné.
• Přítomnost kovového lesku. Vyznačuje se svou uniformitou.
• Přítomnost nažloutlých skvrn.

Ve středověku vyráběli španělští klenotníci unikátní šperky ze zirkonu, který byl vysoce radioaktivní. Vzhledově velmi připomínaly drahé kameny. Nošení takových šperků bylo extrémně nebezpečné. Již ve starověku bylo zaznamenáno, že dlouhodobé nošení velkých kamenů tmavé barvy vedlo k bezprostřední smrti jejich majitele. Hyacint byl pojmenován po květině. Podle mytologie Apollo vypěstoval květinu z krve mladého muže jménem Hyacint, kterého Apollo velmi miloval.

Vzhledem k brilanci, přítomnosti různých barev, mohl být kámen snadno zaměněn s diamantem, safírem, turmalínem nebo topazem. Toho často využívali podvodníci, vydávající šperky za šperky. Obyvatelé Asie zbožňovali kámen a obdařili jej magickými vlastnostmi. Pro ně byl talismanem. Vyráběly se z něj amulety a přívěsky.

V Indii byl kámen obdařen schopností ovládat slunce, měsíc. Věřilo se, že talisman pomáhá vědcům, obchodníkům, poutníkům a také milovníkům v podnikání. Astrologové také věnovali pozornost jedinečným vlastnostem kamene. podle jejich názoru zirkon je vhodný pro Berany, Kozorohy, Vodnáře. Jeho nošení by měli omezit, nebo se mu dokonce úplně vyhnout Býci, Váhy, Střelec, Raci.

Tak, pro Vodnáře jsou ideální žluté nebo modré minerály s kovovým leskem. Nošení výrobku přispívá k rozvoji intuice, analytických dovedností a vzniku vynikající chuti. Ale pro Kozorohy je vhodný kámen modré barvy, který se doporučuje nosit na levé straně. To posiluje magické spojení. Pro Berana jsou vhodnější slámové nebo červené kameny. Nošení výrobku přispívá k rozvoji magických schopností, pozornosti, opatrnosti.