Kaj je cirkonij in kje se uporablja?

Najstarejša kovina ima edinstvene lastnosti, ki so v povpraševanju na različnih področjih življenja. Z razvojem novih proizvodnih tehnologij priljubljenost cirkonija le še narašča. Zgodovinski podatki, pa tudi lastnosti in sestava kemičnega elementa bodo pomagali rešiti to uganko.

V znameniti tabeli D. I. Mendelejeva atomsko število cirkonija ustreza 40, njegova oznaka je Zr. Cirkonij spada v 4. skupino, stoji v 5. obdobju. Masa atoma je 91,22 g/mol. Polmer atoma ustreza 160 pikometrom. V središču je jedro, pa tudi nevtroni, protoni. Okoli atoma je 5 orbit, ki vsebujejo 40 elektronov. Naravni material je prisoten v obliki oksidov, soli ali silikatov. Navzven je kovina videti kot jeklo. Sestava kovinskega elementa lahko vključuje dodatne nečistoče, zaradi katerih dobimo različne barve in odtenke.

Cirkonij je treba razlikovati od cirkona in kubičnega cirkonija. Dejstvo je, da je cirkonij kovina, ki spominja na jeklo. Cirkon je naravni kamen, ki spominja na zlato. Vsebuje atome cirkonija.

Po mnenju znanstvenikov je cirkonij najstarejša kemična komponenta, ki je nastala pred 3,5 milijarde let. Njegove sledi so našli v najglobljih plasteh zemeljske skorje. V procesu proučevanja minerala cirkona je nemškemu znanstveniku Klaprothu uspelo izolirati netopen koncentrat, cirkonijev dioksid. Ta dogodek se je zgodil leta 1789.

Švedski znanstvenik Berzelius je leta 1824 uspel izolirati cirkonij kot prosti element. Čisti kemični element je bil pridobljen šele leta 1925. To je storil nizozemski kemik Anton Edurard van Arkel. Izvor imena samega kemičnega elementa še vedno ni znan. Obstaja mnenje, da je treba korenine iskati v arabskem jeziku. Obstaja mnenje, da je ime prišlo iz perzijskega jezika.

Kovina srebrne barve ima dobro duktilnost. Cirkonij je odporen proti koroziji, alkalne raztopine, ne razgradi v kislem okolju. Enostavno se obdeluje z valjanjem, kovanjem ali valjanjem. Zunaj ima material neviden premaz, ki zanesljivo ščiti pred učinki plinov, pare in vode. Element je odporen na visoke temperature, amoniak, kisline, alkalije.

V praškastem stanju, tudi pri normalni sobni temperaturi, je kemični element eksploziven, zlahka se vžge. Treba je opozoriti, da je element uporaben kot nečistoča. Dodaja se v sestavo različnih zlitin. To poveča trdnostne lastnosti, odpornost proti obrabi nastalega materiala.Vendar pa je dodajanje kakršnih koli nečistoč kemičnemu elementu nesprejemljivo, saj bistveno poslabša njegove lastnosti.

• Pri temperaturi 20 C je gostota cirkonija 6,5 ​​g/cm3.
• Trdnost je 175 MPa.
• Indeks elastičnosti je 96 MPa.
• Tališče je 1855 C.
• Vrelišče je približno 4350 C.
• Toplotna prevodnost je 300 K.
• Cirkonij se pri segrevanju magnetizira.
• V svoji čisti obliki je element plastičen. Vendar pa dodatek nečistoč v obliki dušika, kisika, vodika, ogljika naredi material krhek.
• Trdota po Brinellu je 640-670 MN/m2. Na ta indikator močno vpliva prisotnost kisika. Več kot ga je, večja je trdota. Z visoko trdoto cirkonija ni mogoče obdelati s pritiskom. Interakcija s kisikom je posledica povečanja temperaturnih indikatorjev.
• Cirkonij je stabilen v vodi pri temperaturah do 300 C.
• Vickersova trdota se giblje od 600 do 1700 MPa.

• Cirkonij ima najvišjo stopnjo oksidacije, ki je +4. Nižji indeks oksidacije lahko najdemo v kovini v prisotnosti nečistoč v obliki klora, broma. Oksidacija poteka pri temperaturah 200-400 C.
• Ko se element segreje na 250 C in več, se vodik absorbira, kar povzroči nastanek hibridov s kovinskimi lastnostmi.
• Interakcija s halogeni spodbuja nastanek cirkonijevih halogenidov.
• Oksidi nastajajo pri temperaturah 500 C in več.
• Elektronegativnost je nič.
• Kovalentni polmer je 145 pm.

Cirkonij se pridobiva iz rudnih koncentratov. Pogosto ga najdemo v obliki oksidov, silikatov. Kot čisti kemični element se ne pojavlja v zemeljski skorji. V naravi lahko najdete cirkon, baddeleit. Nahajališča kemičnega elementa so razpršena po vsem svetu. Velika nahajališča so redka. Veliko nahajališč rude se nahaja v Avstraliji, Braziliji, Indiji, Južni Afriki. AT V Rusiji se regije Murmansk, Tomsk, Tambov in Nižni Novgorod štejejo za bogate z zalogami rude. Prvo mesto po prisotnosti zalog cirkonija zaseda polotok Kola.

Pogosto je v rudi skupaj s cirkonijem prisoten hafnij, ki ima podobne lastnosti. Vsak element posebej ima dragocene lastnosti, vendar je njihova kombinacija nesprejemljiva, saj naredi naravni material neprimeren za uporabo. Za ločevanje enega kemičnega elementa od drugega se uporablja večstopenjski sistem čiščenja. To bistveno poveča ceno proizvodnje cirkonija. V industriji se uporabljajo koncentrati cirkonijevega dioksida, ki se pridobivajo z bogatenjem rude.

Obstajajo različni načini pridobivanja kovine.

• klorid. Krollova metoda temelji na kloriranju cirkonijevega dioksida. Izvaja se nadaljnje čiščenje, obnova z magnezijem. Pogosta uporaba metode je posledica relativno nizkih stroškov. Obstajata 2 načina kloriranja. Direktni postopek poteka pri temperaturah od 900 C do 1000 C. Drugi način je kloriranje začetne mešanice pri temperaturah od 400 C do 900 C.
• Fluorid. Metoda vključuje sintranje koncentrirane mešanice cirkonija s kalijem pri temperaturi od 600 do 700 C. Nastali koncentrat alkaliziramo in prečistimo. Nato se izvede elektroliza taline in kovinska komponenta se izolira.
• Alkalna. Metoda je namenjena izolaciji cirkonijevega dioksida. Za pridobitev kovinskega elementa se izvede fluoridna ali kloridna metoda. S procesom alkalizacije se cirkonij pretvori v topno komponento. To se izvede s sintranjem na primer z mešanico kalcijevega karbonata in kalcijevega klorida pri temperaturi od 1000 do 1300 C. Nato se izvede alkalizacija, čiščenje, hidroliza in kalcinacija. Tako se cirkonij pridobiva v laboratoriju. Iz končnega izdelka nastanejo palice, ki gredo v proizvodnjo.

Odvisno od uporabe je kemični element lahko predstavljen kot trda zlitina s srebrnkastim odtenkom ali kot modri prah. Dragulji, sintetizirani iz kemičnega elementa, so lahko različnih odtenkov. Opis barve, njena intenzivnost je odvisna od količine in vrste nečistoč, na primer cerija, titana, erbija, kroma. Tudi cirkonijev silikat, ki je del cirkona, predstavljajo naslednje sorte.

• Hijacinta. Ima rjav, rdeč ali roza odtenek.
• Matara diamant. Prozoren kamen nima barve, kopljejo ga na otoku Matara.
• žargon. Odlikuje ga prisotnost slamnatega, zlatega odtenka.
• Zvezdano. Prozoren kamen z modrim odtenkom.
• Malacon. Ima temno rjavo barvo.

Glede na vrsto, stanje kemičnega elementa je njegova uporaba pogosta na različnih področjih življenja.

• Kovina se uporablja v industrijske namene, v nakitu, v vsakdanjem življenju.
• V industriji se pogosteje uporabljajo cirkon, cirkonijev silikat, cirkonijev dioksid, baddeleit.
• V metalurški industriji se kemični element uporablja za legiranje jekel. Dodaja se zlitinam za izboljšanje kakovosti. Zahvaljujoč cirkoniju se moč poveča, postopek rezanja je olajšan.
• Pri izdelavi pirotehnike se cirkonij uporablja v obliki prahu. Ko zmes gori, ni dima, zato se uporablja za ustvarjanje ognjemetov, pozdravov.
• V kemični industriji se cirkonij uporablja pri izdelavi proti obrabi odporne keramike.
• Kovina se pogosto uporablja pri izdelavi vojaške opreme, na primer za izdelavo daljinskih bomb, nabojev, raket z osvetlitvijo. Kovinske zlitine so sestavni del konstrukcij jedrskih reaktorjev.
• Proizvodnja emajla, keramike, glazure tudi ni popolna brez sodelovanja cirkonija. V tem primeru se uporablja cirkonijev oksid. Ne potemni, ima predstavljiv videz, izboljša kakovost izdelka.
• Kovina se uporablja za strojenje usnja. V tem primeru se uporabljajo spojine s sulfatom.
• V strojništvu se kovina uporablja pri izdelavi črpalk in ventilov.
• Za razliko od svinčenih predpasnikov že tanka pločevina veliko učinkoviteje ščiti pred vdorom rentgenskih žarkov.
• Zaradi zdravilnih lastnosti kovine se uporablja na različnih področjih medicine.
• Komponente cirkonija ne povzročajo alergijske reakcije, zavrnitve, imajo odpornost proti obrabi, trdnost, plastičnost. Uporabljajo se v travmatologiji pri zdravljenju različnih zlomov.
• Široka uporaba cirkonijevega dioksida v zobozdravstvu je posledica odsotnosti dražilnega dejavnika, ko je izpostavljen mehkim tkivom ali strukturi kosti. Instrumenti, zobni vsadki, krone, sponke, ploščice, objemke, šivalni materiali so narejeni iz kovine.
• Nakit iz cirkonijevega dioksida in kubičnega cirkonija ne slovi le po svojem izvrstnem videzu, temveč tudi po blagodejnem delovanju na celotno telo.
• Stalno nošenje zapestnic ali pasov ima terapevtski učinek pri kožnih boleznih, kot so ekcem, dermatitis, luskavica. Kovina normalizira krvni tlak, daje energijo, lajša nespečnost. Cirkonij pomaga izboljšati stanje pri boleznih mišično-skeletnega sistema.
• Kovina ima tudi baktericidni učinek. Znan je po svoji sposobnosti hitrega celjenja ran. Če si uhane iz cirkonija nadenete takoj po prebadanju ušesnih mečic, bo celjenje hitrejše.
• Obstaja mnenje, da kemični element lajša bolečine, blagodejno vpliva na srčno-žilni sistem, izboljšuje dihanje, se bori proti črevesnim okužbam, virusom in deluje proti raku.
• Kemični element se aktivno uporablja v litoterapiji pri zdravljenju bolezni endokrinega sistema.

Obstaja mnenje, da je odvisno od barvne sheme drugačen učinek na telo.

• Pri prehladu je priporočljivo uporabljati črno kovino.
• S slabim apetitom bo pomagal element z rdečim odtenkom.
• Rjava se uporablja za čiščenje telesa.
• Prozorni minerali ali modri kamni prispevajo k obnovi presnove.

Posoda je narejena iz cirkonija, na primer skodelice, žlice, kozarci in drugi pripomočki. Kovina se uporablja tudi v optiki, ki je zasnovana za delovanje v ekstremnih pogojih, na primer pri visokih temperaturah ali njenih nenadnih spremembah. Fianiti imajo velik lomni kot, ki se uporablja pri izdelavi leč. Ločeno je treba omeniti uporabo kovine v nakitu. Cirkon so v starih časih imenovali "nepopolni diamant", saj je bil po brušenju njihov sijaj bolj zbledel v primerjavi z naravnimi kamni.

Opozoriti je treba, da majhni kamni se uporabljajo za nakit, saj so varnejši v smislu sevanja sevanja. So rahlo obarvani, imajo rahlo prosojnost. Za velike kamne je značilna prekomerna radioaktivnost. So neprozorni in svetlih barv. Takšnih kamnov ni mogoče hraniti doma, rezati ali prevažati. Cirkonij se uporablja pri izdelavi prstanov, uhanov, diademov, obeskov, obeskov. Pogosto izdelujejo kovinske vložke v izdelkih, škropljenje.

Pravilna nega in shranjevanje bosta nakit ohranila v svoji prvotni obliki. Priporočamo čiščenje s krpo, navlaženo z milnico. Nato izdelek operemo pod vodo, obrišemo do suhega, poliramo s flanelo. Kamne je najbolje shraniti ločeno od drugega nakita. Tako se boste izognili mehanskim poškodbam.

Da se ne bi zmotili glede pristnosti izdelka, bodite pozorni na naslednje točke.

• Struktura loma svetlobnih žarkov. Biti mora večplastna.
• Prisotnost kovinskega sijaja. Zanj je značilna enakomernost.
• Prisotnost rumenkastih vključkov.

V srednjem veku so španski draguljarji izdelovali unikaten nakit iz cirkona, ki je bil zelo radioaktiven. Po videzu zelo spominjajo na drage kamne. Nošenje takšnega nakita je bilo izjemno nevarno. Že v starih časih je bilo ugotovljeno, da je dolgotrajno nošenje velikih temnih kamnov povzročilo skorajšnjo smrt njihovega lastnika. Hijacinta je dobila ime po roži. Po mitologiji je Apolon vzgojil rožo iz krvi mladeniča po imenu Hijacint, ki ga je Apolon zelo ljubil.

Zaradi sijaja, prisotnosti različnih barv bi kamen zlahka zamenjali z diamantom, safirjem, turmalinom ali topazom. To so pogosto uporabljali prevaranti, ki so nakit predstavljali za nakit. Prebivalci Azije so oboževali kamen in ga obdarili s čarobnimi lastnostmi. Za njih je bil talisman. Iz njega so izdelovali amulete in obeske.

V Indiji je bil kamen obdarjen s sposobnostjo nadzora sonca, lune. Veljalo je, da talisman pomaga znanstvenikom, poslovnežem, popotnikom in ljubiteljem v poslu. Astrologi so opozorili tudi na edinstvene lastnosti kamna. Po njihovem mnenju cirkonij ustreza ovnom, kozorogom, vodnarjem. Njegovo nošenje naj omejijo, če ne povsem izognejo biki, tehtnice, strelci raki.

Torej, rumeni ali modri minerali s kovinskim sijajem so idealni za Vodnarja. Nošenje izdelka prispeva k razvoju intuicije, analitičnih sposobnosti, videzu izvrstnega okusa. Toda Kozorog je primeren za kamen modre barve, ki ga je priporočljivo nositi na levi strani. To krepi čarobno povezavo.Ovnom so bolj primerni slamnati ali rdeči kamni. Nošenje izdelka prispeva k razvoju magičnih sposobnosti, pozornosti, previdnosti.