Циркони (в литературата и други имена на този минерал: зюмбюл, yatsint, yargon, dzhargon) са били използвани в миналото, не само като украса, но и като амулет, че ". Сърцето obveselit, а скръб и различни мисли прогонва, ума и честта умножава" Един от най-древната българска Ескулап професионална осведоменост твърди в своето изследване на медицината, че той е "един рубин червена с него е, ужасни сънища и бандитски не виждаме, неохотно, и неговите хора ще бъдат честни." (Yakhont в Русия нарече много скъпоценни камъни, включително и Цейлон зюмбюл).
циркония В свободна форма идентифицирано за първи път през 1824 г. от шведския химик Йенс Якоб Берцелиус. Въпреки това, за да се получи чист цирконий в тези дни не е било възможно, и физичните свойства на метала за дълго време не са проучвани. Циркония в продължение на десетилетия, както и много нови метали, не може да намери по нещо за всеки, а дългите познат метали като желязо, мед, олово, са знаели как да се прах в очите и затова не страдат от липса на предложения.
Само в началото на този век, учените са успели да се получи без примеси цирконий и щателно разследване на свойствата на метала. Оказа се, че той има постоянен спътник - хафний. Повече от 130 години химици са забелязали, че хафний присъства (понякога в доста големи количества) в цирконий. Това се обяснява с поразителна прилика на техните химични свойства. Въпреки това, по някои въпроси на тези елементи, има сериозни различия, но това ще бъде обсъдено по-долу.
Pure цирконий - вид, подобен на стомана, но на по-здрав метал с висока пластичност. Един от най-важните свойства на цирконий - изключителната си устойчивост на много корозионни среди. За качество устойчиви срещу корозия цирконий надвишава метали като ниобий и титан. Неръждаема стомана губи пет процента солна киселина при 60 ° С в продължение на около 2,6 мм годишно, титан - около 1 милиметър. и цирконий - хиляди пъти по-малки. Особено висока устойчивост на основи цирконий; В това отношение той е по-малък дори тантал, който с право спечели репутацията на изключителен борец срещу химическа корозия. Само цирконий може да си позволи дълго "плуване" в съдържащият алкален амоняк - много агресивни среди, обратни всички, без изключение, други метали.
Благодарение на високата устойчивост на корозия на цирконий е бил приложен в такъв важен медицина като неврохирургия. Цирконий сплави са произведени хемостатици, хирургически инструменти, а в някои случаи дори конци за зашиване при мозъчни операции.
След като учените са забелязали, че цирконий добавка да станат значително да подобри много от неговите свойства, цирконий е издигнат до ценен съставен елемент. Дейности на цирконий в тази област е многостранна: тя увеличава твърдостта и здравината на стоманата, подобрява неговата обработваемост, закаляване, заваряване, има положителен ефект върху плавността на стомана, смила тя съдържа сулфиди, като метална конструкция глобата.
Когато се прилага цирконий конструкционна стомана значително повишава устойчивостта на мащабиране: загуба на тегло от стомана, която съдържа 0.2-0.3% от цирконий, след три часа задържане при 820 ° С за около шест до седем пъти по-малки от същата стомана, но не легирани цирконий.
Цирконий и значително подобрява устойчивостта на корозия на стомана. По този начин, след три месеца в загуба на вода в конструкционна стомана тегло спрямо милионm2 беше 16.3 грама, докато същата проба е стомана, но с добавка на 0,2% от цирконий, "тънки" е само 7,6 гр.
Цирконий стомана може да се нагрява до високи температури, без страх от прегряване. Това позволява да се засили процеса на коване, щамповане, термична обработка, цементация метала.
Плътен фина зърнеста структура и висока якост стомана на цирконий в съчетание с добра течливост позволи да се получи от тях леене с тънки стени от тази на конвенционалните стомана. Например, от стомана се хвърли с циркониеви опит стени части със стени 2 mm дебели; дебелината на стената на тези части на същата стомана, но не съдържа цирконий не е по-малко от 5 6mm.
Изборът на цирконий не падна случайно: физиците са знаели, че той, за разлика от много други метали, лесно предава неутрони, а именно, този хотел се нарича прозрачност неутрони, трябва да има материал за сгради уранови пръчки. Въпреки това, някои метали - магнезий, алуминий, калай - в тази връзка, подобна на цирконий, но те са с ниска точка на топене и nezharoprochny. Цирконий същия, който се топи при само 1850 ° С, термичният товар на ядрената енергия изцяло на рамото.
Въпреки това, цирконий и има някои грехове, които могат да му попречат да работим в тази важна област. Фактът, че е прозрачен за неутрони само високо циркониеви чистота. Това беше тогава, и че е необходимо да се припомни отново хафний - метал, който има химични свойства могат да бъдат наречени близнак цирконий. Но мнението на неутрони, които са доказали, че са точно обратното: хафний лакомо поглъща неутроните (стотици пъти по-силен от цирконий). Освен това, примеси от хафний, дори и в хомеопатични дози могат да развалят "кръв" и да го лиши от прозрачност цирконий неутрони. Спецификации за чистотата на така наречената цирконий реактор позволяват присъствието в него на повече от няколко стотни от процента хафний. Но тези трохи за умишлено по същество - на няколко пъти - намаляване на неутрони прозрачност цирконий.
Поради естеството на тези метали са обикновено заедно, за да се получи напълно безплатно на хафний цирконий - огромна трудност задача. Независимо от това, химици и металурзи трябваше да се справи с този проблем, тъй като ядрената индустрия е в отчаяно се нуждаят от структурни материали.
Когато проблемът е решен в дневния ред стоеше друг: да се гарантира, че производството на структури, изработени от процес чист цирконий заваряване не се получи чужди атоми в него, които биха могли да са непреодолимо препятствие по пътя на неутрони и по този начин да повлияе негативно всички предимства на този метал , Освен това е необходимо да се извършва заваряване, така че да не се наруши еднообразието на метала: заварката трябва да имат същите характеристики като заварява материал. Помощта се нарича електронен лъч. Чистота и заваряване лъч прецизен електронен възможно да се реши този проблем - с циркония се превърна в "облеклото" на уранови пръчки.
Това беше след това и имаше рязък скок в производството на този метал: само едно десетилетие - 1949-1959 - световно производство на цирконий е увеличила хиляда пъти! В хода отиде големи концентрации циркон пясък, които по-рано са служили като отпадъците в областта на добива на други минерали. Така например, в Калифорния златодобива багери в леглата на древни реки, заедно с злато в пране вдигна значително количество от циркон, но поради липса на търсене, това изхвърлени в купчини. Орегон (САЩ) хромит добива по време на войната, и едновременно с това получи определена сума от циркон, който не се интересува от индустрията и след това, тъй като не се изнася от мястото на производство. Когато малко след началото на войната цирконий бум, всички тези пилоти са вкусна хапка.
Сега големи находища на този ценен елемент се развива в САЩ, Австралия, Бразилия, Индия, Западна Африка; значителни резерви на циркониеви ресурси има и на Съветския съюз. Отлично цирконий руда често служат на крайбрежните пясъци. В Австралия, например, циркон победител в състезание удължи почти 150 км по крайбрежието на океана. А напоследък в западната част на континента, в близост до град Meekatharra, геолози, студенти, които са учили в сухото корито течеше тук, след като реката, намерени в ерозирали скали пясъчни циркониеви кристали, които се оказаха най-древните в света. Това заключение по геофизика на Националния университет в Канбера, който установил, че възрастта на циркониеви включвания намерен се оценява на 4.1-4.2 милиарда години: те са на няколко стотин милиона години по-стара, отколкото всеки друг известен на науката минерални образувания. С други думи, намерени в Австралия циркон формира едва след това, което някои 300-400000000 години след планетата образувани.
Търсенето на цирконий расте от година на година, тъй като този материал се превръща в новата специалност. използвани му собственост при нагряване обиколка газове, например, в техника електрически вакуум, в електротехниката.
Някои метали, включително цирконий, в хидриране, т.е. насищане водород, промяна на кристалната решетка и значително увеличен обем - много повече от нормалното отопление. Това свойство е "подуване" се основава изобретен съветски специалисти оригинален метод за свързване на метал и други повърхности в случаите, когато заваряване или спояване помощ състояние, например, когато е необходимо да се направи двуслойна тръба от различни материали - топим (алуминий, мед, пластмаси), и огнеупорен (огнеупорна стомана, волфрам, керамични). Каква е същността на новия метод? Когато цилиндърът склонни към "набъбне" метал имплант гъсто един на друг два различен тръба, и след това се подлага на хидрогениране метал, след това, "набъбва", тя плътно pripechataet тези тръби една към друга. Така, например, ръкав неръждаема стомана и алуминий, носен на пръстена на цирконий, след часа във водородна атмосфера при 400 ° С "залепи заедно" е толкова здраво, че те не могат да бъдат отделени.
От смес на метален цирконий прах с горими съединения произвеждат ракети дават голямо количество светлина. Цирконий фолиа за изгаряне се получава половина пъти повече светлина от алуминий. "Flash" с цирконий попълване удобно, защото те заемат много малко място - те могат да бъдат с размерите на напръстник. За всички циркониеви сплави отблизо заглеждат дизайнерите на ракетни технологии: възможно е висока температура сплави на този елемент ще се извършват водещите ръбове на космически кораби, предназначени за редовни полети в необятността на Вселената.
Дъждобрани дължат устойчивост на циркониеви соли на влага, които са част от специална емулсия за импрегниране тъкани. Цирконий соли също се използват за цветни мастила, специални покрития, пластмаси. Както катализатора, цирконий съединението, използвано в производството на високо октаново моторно гориво. съединения сярна киселина на този елемент са известни отлични дъбилни свойства.
Полезно приложение намерено циркониев тетрахлорид. Проводимостта на плочата от веществото варира в зависимост от налягането, което действа върху него. Този имот е бил използван за проектиране универсален размер - устройството за измерване на налягането. В най-малката промяна в промени в налягането и тока в устройството за верига, мащабът на който е калибриран в единици налягане. Тези уреди са много чувствителни: те могат да бъдат използвани за определяне на налягането на милионни части от атмосферата на хиляди атмосфери.
В продължение на много радио устройства - ултразвукови генератори, стабилизатори, честота и други - се нуждаят от кристалите се обади. В някои случаи, те трябва да работят при повишени температури. От тази гледна точка, голям интерес са оловен цирконат кристали, които на практика не се променят своите пиезоелектрични свойства до 300 ° C.
Говорейки на цирконий, да не говорим си оксид - един от най-огнеупорни вещества характер: неговата температура на топене - около 2900 ° С Циркониев оксид се използва широко за получаване на продукти vysokoogneupornyh, огнеупорни емайли и топлоустойчиви очила. Още по-огнеупорен материал - металният борид. Тъй като тя обхваща произведените термодвойки които могат да бъдат в стопено желязо в продължение на десет до петнадесет часа и в течността са два до три часа (издържат кварц обхваща само един или два от потапяне на не повече от 20-25 секунди).
Циркониев оксид има интересен имот, който е силно нагрява, той излъчва светлина толкова силна, че може да се използва в осветителната техника. Този имот забелязал в края на миналия век, известният немския физик Валтер Нернст Херман. Лампата е конструирана тях (които са влезли в историята на изкуството като Нернст лампа) пръчки нажежаема бяха направени от циркониев оксид. В лабораторни експерименти и сега това вещество понякога се използва като източник на светлина.
Помислете любезно от циркониев оксид, учените от Института по физика. Лебедев, СССР академия на науките (FIAN) въз основа на циркониев оксид и хафний те успяха да създадат невероятни кристали, които не се срещат в природата. Цирконий - така започнаха да се позове на тези изкуствени скъпоценни камъни - не само бързо, придобити бижутери за разпознаване, но и придобили голяма популярност в света на науката и технологиите. Достатъчно е да се спомене факта, че те успешно се справи с ролята на лазерни материали.
Но френски учени, използващи цирконий като изходен материал за този метал със слънчева енергия. Обратно в 50-те години в Montlouis - крепост, построена през XVII век в източната част на Пиренеите, на надморска височина от 1500 метра над морското равнище, е построена слънчева фурна, проектирана от екип от изследователи, ръководени от професор Феликс Тромб. На симпозиум за използването на участниците слънчева пещ Montlouis демонстрира това в действие.
"Бавно, почти незабележимо, специална платформа издига шепа бял прах с фокуса на голям параболично огледало. Това платформа е достигнал фокуса, и пред очите на учените и инженерите блесна ослепителна ярка бяла пламък.
Бял прах - е циркониев оксид. Разположен във фокуса на параболично огледало, където температурата на концентрирана слънчева светлина достига 3000 ° С, прахът се разтопи. Възникнали с помощта на светкавицата може да се види само от тъмно стъкло. И шепа горещ материал лежи на платформата, изглеждаше като изригващ вулкан някаква далечна геоложка епоха. "
Той описва процеса на получаване на "слънцето" на цирконий един от участниците на симпозиума. Специално рефлектор, състоящ се от множество отделни огледала и достига 12 метра в диаметър, с помощта на фотоклетки автоматично се завърта, след като слънцето. Отразената лъчи са ги изхвърлят в голям параболично огледало с диаметър 10 метра. Загрява капацитет на огледалото, които концентрати слънчевите лъчи в кратер на пещта е еквивалентно на 75 киловата.
Десет километра от Montlouis, в малко планинско селце на Odeillo, построени друга слънчева пещ - най-големият в света. Тези, които идват на "Sun Capital" (както местните жители гордо стана известен Odeillo), отговаря странен пейзаж, като фон за снимките научно-фантастичен филм. В непосредствена близост до стария фронтон малка църква кули най-съвременна мулти-етажна сграда - лаборатория по слънчева енергия. Цялата северна фасада е огромно параболично огледало - височина 40 и ширина 50 метра. На отсрещния склон на планината редовете на десетки огледала поставени доста впечатляващи размери - хелиостати. Слънчевите лъчи, уловени от хелиостати се изпращат първо на параболично огледало, а след това се събира на кок, попадат в пещта за топене, където температурата е създадена 3500 ° C. Топлината, разработен от слънчева "зайче" в устата на пещта е еквивалентно на 1000 киловата на електроенергия. Пещта може да произвежда цирконий до 2,5 тона на ден.
Основното предимство на слънчеви печки, е, че в процеса на топене на метала не получават нежелани примеси - те имат къде да се вземат. Следователно, получени тук метали и сплави се характеризират с висока чистота и в постоянно търсене. Има и друг силен аргумент в полза на този метод на топене: Слънцето не трябва да плащат за консумираната енергия - щедро дари грее тя дава на хората.
В заключение, нека едно недоразумение. Кората съдържа повече от цирконий, например, мед, никел, олово и цинк. Въпреки това, за разлика от тези метали, цирконий, наречена рядко. След като това се обяснява с големи разсейване циркониеви руди, извличане на цирконий трудност, а дори и на факта, че техниката на този метал е наистина "рядък гост". Сега, когато производството на цирконий с непрекъснато се увеличава и става все повече и повече приложения всяка година, терминът "редки" е загубила своето значение за него. Но миналото си е минало, както и въпроса за произхода на цирконий има право да гордо отговоря: "Редки".
Харесва ли ви? Кажи на приятел за тази страница!
Свързани статии