Kas yra cirkonis ir kur jis naudojamas?

Seniausias metalas turi unikalių savybių, kurios yra paklausios įvairiose gyvenimo srityse. Tobulėjant naujoms gamybos technologijoms, cirkonio populiarumas tik didėja. Istoriniai duomenys, taip pat cheminio elemento savybės ir sudėtis padės įminti šią mįslę.

Garsiojoje D.I. Mendelejevo lentelėje cirkonio atominis skaičius atitinka 40, jo žymėjimas yra Zr. Cirkonis priklauso 4 grupei, stovi 5 periode. Atomo masė yra 91,22 g / mol. Atomo spindulys atitinka 160 pikometrų. Centre yra branduolys, taip pat neutronai ir protonai. Aplink atomą yra 5 orbitos, kuriose yra 40 elektronų. Natūrali medžiaga yra oksidų, druskų arba silikatų pavidalu. Iš išorės metalas atrodo kaip plienas. Metalinio elemento sudėtyje gali būti papildomų priemaišų, dėl kurių gaunamos skirtingos spalvos ir atspalviai.

Cirkonį reikia skirti nuo cirkonio ir kubinio cirkonio. Faktas yra tas, kad cirkonis yra metalas, panašus į plieną. Cirkonas yra natūralus akmuo, panašus į auksą. Jame yra cirkonio atomų.

Mokslininkų teigimu, cirkonis yra seniausias cheminis komponentas, susidaręs prieš 3,5 mlrd. Jo pėdsakų aptikta giliausiuose žemės plutos sluoksniuose. Tirdamas cirkonio mineralą, mokslininkas iš Vokietijos Klaprothas sugebėjo išskirti netirpus koncentratą – cirkonio dioksidą. Šis įvykis įvyko 1789 m.

Švedų mokslininkas Berzelius sugebėjo išskirti cirkonį kaip laisvąjį elementą 1824 m. Grynas cheminis elementas buvo gautas tik 1925 m. Olandų chemikui Antonui Edurardui van Arkeliui tai pavyko. Paties cheminio elemento pavadinimo kilmė iki šiol nežinoma. Yra nuomonė, kad šaknų reikia ieškoti arabų kalboje. Yra nuomonė, kad pavadinimas kilęs iš persų kalbos.

Sidabrinės spalvos metalas turi gerą lankstumą. Cirkonis atsparus korozijai, šarminiams tirpalams, nesuyra rūgščioje aplinkoje. Jis gali būti lengvai apdorojamas valcavimo, kalimo ar valcavimo būdu. Išorėje medžiaga turi nematomą dangą, kuri patikimai apsaugo nuo dujų, garų, vandens poveikio. Elementas atsparus aukštos temperatūros indikatorių, amoniako, rūgščių, šarmų poveikiui.

Miltelių pavidalo, net esant normaliai kambario temperatūrai, cheminis elementas yra sprogus, jis yra labai degus. Reikėtų pažymėti, kad elementas yra naudingas kaip priemaiša. Jis pridedamas prie įvairių lydinių sudėties. Tai padidina gautos medžiagos stiprumo charakteristikas, atsparumą dilimui. Tačiau bet kokių priemaišų dėjimas į cheminį elementą yra nepriimtinas, nes tai labai pablogina jo savybes.

• 20 C temperatūroje cirkonio tankis yra 6,5 ​​g / cm3.
• Stipris 175 MPa.
• Tamprumo indeksas yra 96 ​​MPa.
• Lydymosi temperatūra yra 1855 C.
• Virimo temperatūra yra maždaug 4350 C.
• Šilumos laidumas yra 300 K.
• Kaitinamas cirkonis magnetizuojasi.
• Gryna forma elementas yra plastikinis. Tačiau pridėjus priemaišų azoto, deguonies, vandenilio, anglies pavidalu, medžiaga tampa trapi.
• Brinelio kietumas yra 640-670 MN / m2. Šiam rodikliui didelę įtaką turi deguonies buvimas. Kuo jo daugiau, tuo kietesnis. Dėl didelio kietumo cirkonis negali būti apdorojamas slėgiu. Sąveiką su deguonimi išprovokuoja temperatūros rodiklių padidėjimas.
• Cirkonis yra stabilus vandenyje iki 300 C temperatūroje.
• Vickerso kietumas svyruoja nuo 600 iki 1700 MPa.

• Cirkonis turi aukščiausią oksidacijos laipsnį, kuris yra +4. Metalo oksidacijos greitis mažesnis, kai yra priemaišų chloro ir bromo pavidalu. Oksidacija vyksta 200-400 C temperatūroje.
• Elementą įkaitinus iki 250 C ir aukštesnės temperatūros, absorbuojamas vandenilis, ko pasekoje susidaro metalinių savybių turintys hibridai.
• Sąveika su halogenais skatina cirkonio halogenidų susidarymą.
• Oksidai susidaro 500 C ir aukštesnėje temperatūroje.
• Elektronegatyvumas lygus nuliui.
• Kovalentinis spindulys yra 145 pm.

Cirkonis kasamas iš rūdos koncentratų. Jį dažnai galima rasti oksidų, silikatų pavidalu. Gryname cheminiame elemente jo nėra žemės plutoje. Gamtoje galite rasti cirkonio, baddeleyito. Cheminio elemento telkiniai išsibarstę po visą pasaulį. Dideli indėliai yra reti. Daug rūdos telkinių randama Australijoje, Brazilijoje, Indijoje, Pietų Afrikoje. V Rusija laikoma turtinga rūdos atsargomis Murmansko, Tomsko, Tambovo, Nižnij Novgorodo srityse. Pirmąją vietą pagal cirkonio atsargų prieinamumą užima Kolos pusiasalis.

Dažnai rūdoje kartu su cirkoniu yra ir hafnio, kuris turi panašių savybių. Kiekvienas elementas atskirai turi vertingų savybių, tačiau jų derinys yra nepriimtinas, nes dėl to natūrali medžiaga netinkama naudoti. Norint atskirti vieną cheminį elementą nuo kito, naudojama kelių pakopų valymo sistema. Tai žymiai padidina cirkonio gamybos sąnaudas. Pramonėje naudojami cirkonio dioksido koncentratai, kurie gaunami sodrinant rūdą.

Yra įvairių metalo regeneravimo būdų.

• Chloridas. Krolio metodas pagrįstas cirkonio dioksido chloravimu. Toliau atliekamas valymas, restauravimas magnio pagalba. Metodas dažnai naudojamas dėl santykinai nebrangių išlaidų. Yra 2 chlorinimo būdai. Tiesioginis procesas vykdomas nuo 900 C iki 1000 C temperatūroje. Antrasis būdas – pradinio mišinio chlorinimas 400 – 900 C temperatūroje.
• Fluoras. Metodas apima koncentruoto cirkonio mišinio su kaliu sukepinimą 600–700 C temperatūroje. Gautas koncentratas šarminamas ir išgryninamas. Tada atliekama lydalo elektrolizė ir išskiriamas metalinis komponentas.
• Šarminis. Metodas skirtas cirkonio dioksidui išskirti. Norint gauti metalinį elementą, atliekamas fluoro arba chlorido metodas. Šarminimo proceso metu cirkonis paverčiamas tirpiu komponentu. Tai atliekama sukepinant, pavyzdžiui, kalcio karbonato ir kalcio chlorido mišiniu 1000-1300 C temperatūroje. Tada atliekamas šarminimas, gryninimas, hidrolizė ir kalcinavimas. Taigi cirkonis gaunamas laboratorinėmis sąlygomis. Iš galutinio produkto suformuojami strypai, kurie siunčiami į gamybą.

Priklausomai nuo panaudojimo srities, cheminis elementas gali būti pateikiamas kaip kietas lydinys su sidabriniu atspalviu arba mėlynų miltelių pavidalu. Iš cheminio elemento susintetinti brangakmeniai gali būti įvairių atspalvių. Spalvos aprašymas, jos intensyvumas priklauso nuo priemaišų kiekio ir rūšies, pavyzdžiui, cerio, titano, erbio, chromo. Be to, cirkonio silikatą, kuris yra cirkonio dalis, atstovauja šios veislės.

• Hiacintas. Turi rudą, raudoną arba rausvą atspalvį.
• Matarskio deimantas. Skaidrus akmuo neturi spalvos, jis iškasamas Mataros saloje.
• Žargonas. Skiriasi esant šiaudų, auksinio atspalvio.
• Starlit. Skaidrus akmuo su mėlynu atspalviu.
• Malacon. Turi tamsiai rudą spalvą.

Priklausomai nuo cheminio elemento tipo, būklės, jo naudojimas yra plačiai paplitęs įvairiose gyvenimo srityse.

• Metalas naudojamas pramoniniais tikslais, papuošaluose, kasdieniame gyvenime.
• Pramonėje dažnai naudojamas cirkonis, cirkonio silikatas, cirkonio dioksidas, baddeleitas.
• Metalurgijos pramonėje cheminis elementas naudojamas legiruoti plieną. Jis pridedamas prie lydinių, siekiant pagerinti kokybę. Cirkonio dėka padidėja stiprumas ir palengvėja pjovimo procesas.
• Pirotechnikos gamyboje cirkonis naudojamas miltelių pavidalu. Degant mišiniui nėra dūmų, todėl jis naudojamas fejerverkams, sveikinimams kurti.
• Chemijos pramonėje cirkonis naudojamas dilimui atsparios keramikos gamyboje.
• Metalas plačiai naudojamas karinės įrangos gamyboje, pavyzdžiui, nuotolinių bombų, kulkų, raketų su apšvietimu gamybai. Metalų lydiniai yra neatskiriama branduolinių reaktorių konstrukcijos dalis.
• Emalio, keramikos, glazūros gamyba taip pat neapsieina be cirkonio dalyvavimo. Šiuo atveju naudojamas cirkonio oksidas. Jis netamsėja, turi reprezentatyvų išvaizdą ir pagerina gaminio kokybę.
• Metalas naudojamas odos rauginimui. Šiuo atveju naudojami junginiai su sulfatu.
• Inžinerinėje pramonėje metalas naudojamas siurblių, uždarymo vožtuvų gamyboje.
• Skirtingai nei švininės prijuostės, net plonas metalo lakštas daug veiksmingiau apsaugo nuo rentgeno spindulių prasiskverbimo.
• Dėl metalo gydomųjų savybių jis naudojamas įvairiose medicinos srityse.
• Cirkonio komponentai nesukelia alerginės reakcijos, atmetimo, atsparumo dilimui, stiprumo, plastiškumo. Jais traumatologijoje gydomi įvairūs lūžiai.
• Plačiai paplitęs cirkonio dioksido naudojimas odontologijoje atsiranda dėl to, kad nėra dirginančio faktoriaus, kai jis yra veikiamas minkštųjų audinių ar kaulų struktūros. Įrankiai, dantų implantai, vainikėliai, kabės, plokštelės, spaustukai, siūlai gaminami iš metalo.
• Papuošalai iš cirkonio dioksido ir kubinio cirkonio garsėja ne tik išskirtine išvaizda, bet ir teigiamu poveikiu visam kūnui.
• Nuolatinis apyrankių ar diržų nešiojimas turi gydomąjį poveikį sergant odos ligomis, tokiomis kaip egzema, dermatitas, žvynelinė. Metalas normalizuoja kraujospūdį, suteikia energijos, malšina nemigą. Cirkonis padeda pagerinti būklę sergant raumenų ir kaulų sistemos ligomis.
• Be to, metalas turi baktericidinį poveikį. Jis žinomas dėl savo gebėjimo greitai išgydyti žaizdas. Jei cirkonio auskarus užsidėsite iškart po auskarų pradurimo, gijimas bus greitesnis.
• Yra nuomonė, kad cheminis elementas malšina skausmą, teigiamai veikia širdies ir kraujagyslių sistemą, gerina kvėpavimą, kovoja su žarnyno infekcijomis, virusais, turi priešvėžinį poveikį.
• Cheminis elementas aktyviai naudojamas litoterapijoje, gydant endokrininės sistemos ligas.

Yra nuomonė, kad, atsižvelgiant į spalvų skalę, organizmas veikia skirtingai.

• Sergant peršalimu, rekomenduojama naudoti juodąjį metalą.
• Jei turite prastą apetitą, padės elementas su raudonu atspalviu.
• Ruda naudojama organizmo valymui.
• Skaidrūs mineralai arba mėlyni akmenys padeda atkurti medžiagų apykaitą.

Stalo reikmenys gaminami iš cirkonio, pavyzdžiui, puodeliai, šaukštai, stiklinės ir kiti indai. Taip pat metalas naudojamas optikoje, kuri skirta veikti ekstremaliomis sąlygomis, pavyzdžiui, esant aukštai temperatūrai ar staigiems jos pokyčiams. Kubinis cirkonis turi didelį lūžio kampą, jis naudojamas lęšių gamyboje. Atskirai reikėtų paminėti metalo naudojimą papuošaluose. Senovėje cirkonis buvo vadinamas „netobulu deimantu“, nes nupjovus jų blizgesys išblukdavo labiau nei natūralūs akmenys.

Reikėtų pažymėti, kad papuošalams naudojami smulkūs akmenukai, nes jie yra saugesni radiacinės spinduliuotės požiūriu. Jie yra silpnos spalvos ir mažai skaidrūs. Dideliems akmenims būdingas per didelis radioaktyvumas. Jie yra nepermatomi ir ryškių spalvų. Tokių akmenų negalima laikyti namuose, pjauti ar transportuoti. Cirkonis naudojamas žiedų, auskarų, tiarų, pakabukų, pakabukų gamyboje. Dažnai gaminkite metalinius įdėklus į gaminius, purškimą.

Tinkamai prižiūrint ir laikant papuošalai išliks nepažeisti. Valyti rekomenduojama šluoste, suvilgyta muiluotame vandenyje. Tada gaminys nuplaunamas po vandeniu, sausai nušluostomas, poliruojamas flanele. Akmenis geriausia laikyti atskirai nuo kitų papuošalų. Taip išvengsite mechaninių pažeidimų.

Kad nesuklystumėte dėl gaminio autentiškumo, turėtumėte atkreipti dėmesį į šiuos dalykus.

• Šviesos spindulių lūžio struktūra. Jis turėtų būti daugialypis.
• Metalinio blizgesio buvimas. Jam būdingas vienodumas.
• Gelsvų dėmių buvimas.

Viduramžiais ispanų juvelyrai gamino unikalius papuošalus iš cirkonio, kuris buvo labai radioaktyvus. Išvaizda jie labai priminė brangiuosius akmenis. Nešioti tokius papuošalus buvo itin pavojinga. Net senovėje buvo pastebėta, kad ilgalaikis didelių tamsių spalvų akmenų dėvėjimas lėmė neišvengiamą jų savininko mirtį. Hiacintas buvo pavadintas gėlės vardu. Pasak mitologijos, Apolonas išaugino gėlę iš jauno vyro, vardu Hiacintas, kraujo, kurį Apolonas labai mylėjo.

Dėl blizgesio, skirtingų spalvų akmuo gali būti lengvai supainiotas su deimantu, safyru, turmalinu ar topazu. Tai dažnai naudojo sukčiai, perleisdami papuošalus kaip papuošalus. Azijos gyventojai dievino akmenį ir suteikė jam magiškų savybių. Jiems jis buvo talismanas. Iš jo buvo gaminami amuletai ir pakabukai.

Indijoje akmuo buvo apdovanotas galimybe valdyti saulę, mėnulį. Buvo tikima, kad talismanas padeda mokslininkams, verslininkams, klajokliams, taip pat mėgėjams versle. Astrologai atkreipė dėmesį ir į unikalias akmens savybes. Jų nuomone, cirkonis tinka Avinams, Ožiaragiams, Vandeniams. Jo dėvėjimą turėtų riboti arba net visai vengti Jautis, Svarstyklės, Šaulys, Vėžys.

Taigi, geltoni arba mėlyni mineralai su metaliniu švytėjimu idealiai tinka Vandeniui. Produkto dėvėjimas prisideda prie intuicijos, analitinių įgūdžių ugdymo ir išskirtinio skonio atsiradimo. Tačiau Ožiaragiams tinka mėlynos spalvos akmuo, kurį rekomenduojama nešioti ant kairės pusės. Tai sustiprina magišką ryšį. Avinui labiau tinka šiaudai ar raudoni akmenys. Produkto dėvėjimas prisideda prie magiškų sugebėjimų, dėmesingumo, atsargumo ugdymo.