זירקוניום

על זירקוניום מתכת (Zr) וסגסוגות זירקוניום

זירקוניום (Zr) היא מתכת עמידה מאוד בפני קורוזיה המשמשת אותנו למוצרים רבים עבור סביבות כימיות מיוחדות (בעיקר חומצות אצטיות ומלחיות). חלקם כוללים משאבות, שסתומים, יישומים גרעינית, עיבוד כימי, כלי הכור, מחליפי חום ועוד. תעשיית אנרגיה גרעינית משתמשת כמעט 90% של זירקוניום המיוצרים בכל שנה. זירקוניום משמש גם כסוכן alloying פלדה, כדי להפוך סוגים מסוימים של ציוד כירורגי וכן של גטר, חומר כי משלב עם מסיר עקבות גזים טופס שפופרות ואקום. מתכת זירקוניום ניתנת לריתוך וניתנת לצורה.

זירקוניום 702 מציע הגנה מפני קורוזיה מעולה עם עמידות בפני פיצוח קורוזיה ומתח וקורוזיה. זה משמש לעתים קרובות לעיבוד כימי. עם סגסוגת 2 כדי 3 אחוז קולומביום, זירקוניום 705 חזק וחשוף יותר משמעותית מזירקוניום 702 עם עמידות בפני קורוזיה כמעט שווה, מה שהופך אותו לסגסוגת הבחירה עבור רוב מחברי הזירקוניום. בנוסף להתנגד ל- HCl בכל הריכוזים ובטמפרטורות מעל לטמפרטורת הרתיחה, לזירקוניום ולסגסוגותיו יש גם עמידות מצוינת בחומצה גופרתית בטמפרטורות מעל רותחים ובריכוזים ל 70%. קצב הקורוזיה בחומצה חנקתית הוא פחות מ 1 מיל / שנה בטמפרטורות מעל רותחים וריכוזים ל 90%. המתכות גם עמידות בפני רוב האורגנים כגון חומצה אצטית ואנהידריד אצטית וכן לימון, חֲלָבִי, טרטרי, אוקסלי, טאני, וחומצות אורגניות כלולות. יחסית מעט מתכות מלבד זירקוניום יכולות לשמש בתהליכים כימיים הדורשים מגע חלופי עם חומצות חזקות ואלקליות.. עם זאת, לזירקוניום אין עמידות בפני חומצה הידרופלואורית והוא מותקף במהירות, אפילו בריכוזים נמוכים מאוד. יש 4 סוגים של זירקוניום מסגסוגת עמידים בפני קורוזיה בתעשייה הכימית: Zr702, Zr704, Zr705 ו- Zr706, חל על מדיום ומצב כימי שונה. עמידותם בפני קורוזיה של ארבעת סגסוגת הזירקוניום כמעט זהה, אך התכונות המכאניות שלהם שונות מאוד. חוזק המתיחה של Zr705 הוא הפעמיים של Zr702. בדרך כלל משתמשים ב- Zr705 בציוד כימי שיש לו דרישות גבוהות יותר לעוצמה. אבל בחומצה גופרתית המכילה FeCl3, המאפיינים העמידים בפני קורוזיה של Zr702 ו- Zr704 טובים יותר מ- Zr705 ו- Zr706. ל- Zr706 יש מספיק כוח והתארכות גבוהה ומשמשים בדרך כלל לייצור מחליף חום.

זירקוניום עמיד מאוד גם בפני חום וקורוזיה, זה גם צורות רבות תרכובות שימושיות וסגסוגות. אלה נקודות החוזק שזה מרכיב אידיאלי עבור תגובות גרעיניות, הוא משמש גם בציוד מעבדה, מטלורגיה ומכשירים כירורגיים. מנועי סילון וטורבינות גז עשוי גם להשתמש זירקוניום וסגסוגותיהן זירקוניום כדי למנוע מתכות עיקום עקב חשיפה בחום גבוה. זירקוניום (סמל אטומי: Zr, מספר אטומי: 40) הוא גוש D., קְבוּצָה 4, פרק זמן 5 יסוד עם משקל אטומי של 91.224. דגם זירקוניום בוהר מספר האלקטרונים בכל אחד מהקליפות של זירקוניום הוא 2, 8, 18, 10, 2 ותצורת האלקטרונים שלו היא [קר] 4d2 5s2. לאטום הזירקוניום יש רדיוס של 160 אחר הצהריים ורדיוס של ואן דר וואלס 186 אחר הצהריים. זירקוניום התגלה על ידי מרטין היינריך קלפרוט ב 1789 ובודד לראשונה על ידי ג'ונס יעקב ברזליוס בשנת 1824. בצורת היסוד שלו, לזירקוניום מראה לבן כסוף הדומה לטיטניום.

המינרל העיקרי של זירקוניום הוא זירקון (סיליקט זירקוניום). זירקוניום אלמנטרי מיוצר מסחרית כתוצר לוואי של כריית טיטניום ופח ויש לו יישומים רבים כמעכב וכחומר עקשן.. זה לא נמצא בטבע כאלמנט חופשי. שמו של הזירקוניום מקורו במינרל הזירקון, המקור החשוב ביותר לזירקוניום, ומן המילה פרסגית פרסית, כלומר דמוי זהב.