Цирконій метал, його властивості, особливості, характеристики

Цирконій — сріблясто-білого кольору, має високу пластичність, має хорошу стійкість до корозії. Це проста речовина, елемент побічної підгрупи четвертої групи п'ятого періоду системної таблиці Д. І. Менделєєва, атомний номер 40. Одна з модифікацій цирконію з гексагональними гратами типу магнію, інша - це об'ємно-центрованими гратами типу а-Fe. Виявив цирконій німецький хімік у 1789 році, виділив діоксид цирконію, пізніше, у 1824 році у вільному вигляді був виділений шведським хіміком, і вже у 20 столітті вдалося отримати чистий від усіх домішок цирконій. Походження слова невідоме.

Метал цирконій

Метал цирконій в основному поширений у літосфері, вважається розсіяним елементом і в природі відомі його сполуки з киснем у вигляді силікатів та оксидів. У земній корі є 40 мінералів, які містять цирконій, в ньому він присутній у вигляді оксидів або солей. Переважне поширення знаходить у природі циркон, бадделеит, ще є різні складні мінерали. Домінуючим цирконієвим мінералом є циркон, який головним чином зустрічається в гранітах та сієнітах, а також у всіх типах порід. Для виробництва цирконію у промисловості використовують цирконієві концентрати, що містять діоксид цирконію 60-65%.

Отримання цирконію металу непростий технологічний процес, що вимагає багато часу та витрат, основними методами є: фторидний, хлоридний та лужний процеси. Щільність цирконію 6,5107г/см³температура плавлення 1855⁰З, досить висока температура кипіння 4409⁰З є парамагнітним.

Цирконій метал пластичний, а тому легко піддається гарячій та холодній обробці (ковці, прокатці, штампуванні). Крихкість металу може викликати наявність розчинених у металі малих доз азоту, кисню, водню, вуглецю. Має гарну твердість 640-670МН/м² по Брінеллю. Кисень сильно впливає на твердість і при його концентрації 0,2%, цирконій не піддається холодній обробці тиском. При температурі 200-400⁰ З починається повільне окиснення компактного цирконію, покриваючись плівкою діоксиду цирконію. З фтором відбувається реакція цирконію при звичайній температурі, а при температурі вище 200⁰ З реакцією з бромом, хлором, йодом, при цьому утворюються вищі галогени. Цирконій не реагує з соляною кислотою, а також сірчаною та лугами. При температурі вище 100⁰ З відбувається взаємодія з азотною кислотою та царською горілкою.

Сплави цирконію знаходять широке застосування ще з 30-х років 20 століття і в наш час ще більше:

• в ядерній енергетиці, атомній для виготовлення тепловиділяючих елементів, збирання та конструкцій ядерних реакторів;
• в металургії використовують як легуючу добавку, яка значно підвищує механічні властивості металів, робить міцними і жаростійкими сплави міді;
• у піротехніці;
• чудовий надпровідник, що витримує навантаження до 100000А/см²;
• використовується як конструкційний матеріал, що йде на виготовлення стійких до кислот хімічних реакторів, насосів, арматури;
• висока хімічна стійкість дозволяє виготовляти різний харчовий посуд;
• у ювелірній промисловості.

Ціна цирконію може бути різною і це залежить від того, якого виду виріб цирконію. Ціна цирконію від 100 дол. США до 500 дол. США за 1кг. на світовому ринку. Всі сплави, що містять цирконій, мають різний його вміст.