فلز زیرکونیوم

اطلاعات اولیه

زیرکونیوم، یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن، Zr و عدد اتمی آن 40 می باشد. فلزی فروزنده به رنگ سفید و طوسی است که قابلیت تغییر از حالتی به حالت دیگر را داشتده و شبیه تیتانیوم است.

زیرکونیوم به طور عمده از زیرکون به دست می آید و در برابر زنگ زدگی بسیار مقاوم است. زیرکونیوم عمدتا در راکتورهای اتمی برای جذب کردن نوترون و برای ساختن فلزاتی که در برابر زنگ زدگی مقاوم هستند، استفاده می شود.

تاریخچه

این عنصر که نام آن از Zarkn عربی و Zargntext فارسی گرفته شده است، در سال 1789 توسط "Laproth" کشف شد و در سال 1824، توسط Jons Jakob Berzelius به صورت مجزا به دست آمد. زیرکونیوم که شامل زیرکون معدنی و دیگر واریاسونها مانند Jargon، Hyacinth Jiacnith، ligure می باشد، در نوشته های انجیل ذکر شده است.

تا زمانی که Laproth، جارگون jargon را از Ceylon در اقیانوس هند تجزیه نکرده بود، تصور نمی شد که این عنصر جدید را بتوان در معادن یافت. او این عنصر جدید را Zirkonertz نامید.این فلز ناخالص اولین بار توسط Berzelius به وسیله حرارت دادن مخلوطی از پتاسیم و فلوئورید زیرکونیوم پتاسیوم، در یک فرایند تجزیه در یک لوله آهنی تجزیه شد. زیرکونیوم خالص تا سال 1914 به دست نیامد.

پیدایش

زیرکونیوم هیچ‌وقت در طبیعت به صورت آزاد یافت نمی شود. اصلی ترین منبع اقتصادی زیرکونیوم، معدن سیلیکات زیرکونیوم است. زیرکون ZrSiOsub 4 در استرالیا، برزیل، هند، روسیه و ایالات متحده وجود دارد.

زیرکون به صورت پودر بی رنگ یا ماده بلوری و طوسی رنگ استخراج می شود. زیرکونیوم و Hafnium به نسبت 50 به 1 در زیرکون وجود دارند و جدا کردن آنها بسیار دشوار است.زیرکون، فراورده فرعی معدن کاری و فرایند تهیه شن های معادن سنگین برای معادن تیتانیوم، Ilmenite و Rutile یا معادن قلع است.

همچنین زیرکونیوم در 30 نوع از معادن دیگر که شامل Baddeleyite می شود، وجود دارد. این فلز با کم کردن کلرید به وسیله منیزیم در فرآیند kroll تولید می شود. البته روشهای دیگری نیز برای تولید این فلز وجود دارد. زیرکونیوم با کیفیت اقتصادی و تجاری نیز حاوی 1 تا 3 درصد hafnium است.

این فلز همچنین در ستاره های S-Type بسیار فراوان است و در خورشید و سنگهای آسمانی نیز شناسایی شده است. نمونه سنگهای قمری که در چندین ماموریت Apollo جمع آوری شده اند، نشان می دهند که این سنگها به نسبت صخره های زمینی از مقدار بسیار بیشتری اکسید زیرکونیوم برخوردارند.

خصوصیات قابل توجه

زیرکونیوم، فلزی به رنگ سفید طوسی و فروزنده است که به طور استثنایی در برابر زنگ زدگی مقاوم است. زیرکونیوم سبکتر از فولاد بوده، سختی آن شبیه به مس است.

این عنصر وقتی به ذرات ریز تقسیم شود، به سرعت در هوا مشتعل می شود. فلز Zirconium Zinc در دمای پایین تر از 35k خاصیت آهن ربایی پیدا می کند. حالت اکسیداسیون متداول برای زیرکونیوم +2و+3و+4 است.