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Zirkonium
Geschichte
Aus der persischen Zargun, Gold wie. Zirkon, der primäre Edelstein von Zirkonium, ist auch als Jargon, Hyazinthe, Jacinth oder Ligure bekannt. Dieses Mineral oder seine Variationen werden in biblischen Schriften erwähnt., Es war nicht bekannt, dass das Mineral ein neues Element enthielt, bis Klaproth 1789 einen Jargon aus Ceylon analysierte und das neue Element identifizierte, das Werner Zirkon (Silex circonius) nannte und das Klaproth Zirkonertz (Zirkonia) nannte. Das unreine Metall wurde erstmals 1824 von Berzelius isoliert, indem in einem von ihnen entwickelten kleinen Zersetzungsprozess eine Mischung aus Kalium-und Kaliumzirkonfluorid erhitzt wurde.
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Zirkonium wird aus dem Mineral Zirkon (ZrSiO4) hergestellt. Es ist in Hülle und Fülle in S-Typ Sterne gefunden, und wurde in der Sonne und Meteoriten identifiziert., Die Analyse von Mondgesteinsproben, die während der verschiedenen Apollo-Missionen zum Mond erhalten wurden, zeigt im Vergleich zu terrestrischen Gesteinen einen überraschend hohen Zirkoniumoxidgehalt.
Isotope
Natürlich vorkommendes Zirkonium enthält fünf Isotope. Es ist bekannt, dass fünfzehn andere Isotope existieren. Zirkon, ZrSiO4, das Haupterz, ist reines ZrO2 in kristalliner Form mit einem Hafniumgehalt von etwa 1%. Zirkonium kommt auch in etwa 30 anderen anerkannten Mineralarten vor. Zirkonium wird kommerziell durch Reduktion von Chlorid mit Magnesium (Kroll-Verfahren) und durch andere Methoden hergestellt., Es ist ein Grau-weißes, glänzendes Metall. Bei feiner Teilung kann sich das Metall an der Luft spontan entzünden, insbesondere bei erhöhten Temperaturen. Das feste Metall ist viel schwieriger zu entzünden. Die inhärente Toxizität von Zirkoniumverbindungen ist gering. Hafnium wird ausnahmslos in Zirkoniumerzen gefunden, und die Trennung ist schwierig.
Handelsübliches Zirkonium enthält 1 bis 3% Hafnium. Zirkonium hat einen niedrigen Absorptionsquerschnitt für Neutronen und wird daher für Kernenergieanwendungen, wie zum Beispiel für die Verkleidung von Brennelementen, verwendet., Die kommerzielle Kernenergieerzeugung macht heute mehr als 90% der Zirkoniummetallproduktion aus. Reaktoren der kommerziellen Größe, die jetzt hergestellt werden, können bis zu einer halben Million linearer Fuß Zirkoniumlegierungsrohre verwenden.
Eigenschaften
Reaktor-Zirkonium ist im Wesentlichen frei von Hafnium. Zircaloy(R) ist eine wichtige Legierung, die speziell für nukleare Anwendungen. Zirkonium ist außergewöhnlich korrosionsbeständig durch viele gängige Säuren und Laugen, durch Meerwasser und durch andere Mittel. Mit Zink legiert, wird Zirkonium bei Temperaturen unter 35°K magnetisch.,
Verwendet
Es wird weitgehend von der chemischen Industrie verwendet, in der korrosive Mittel eingesetzt werden. Zirkonium wird als Getter in Vakuumröhren, als Legierungsmittel in Stahl, in chirurgischen Geräten, Fotoflashbirnen, explosiven Primern, Rayon-Spinndüsen, Lampenfilamenten usw. verwendet. Es wird in Poison Ivy Lotionen in Form des Carbonats verwendet,wie es mit Urushiol kombiniert. Mit Niob ist Zirkonium bei niedrigen Temperaturen supraleitend und wird zur Herstellung supraleitender Magnete verwendet, die Hoffnung auf eine direkte großflächige Stromerzeugung bieten., Zirkoniumoxid (Zirkon) hat einen hohen Brechungsindex und wird als Edelsteinmaterial verwendet. Das unreine Oxid, Zirkonoxid, wird für Labortiegel verwendet, die Hitzeschocks standhalten, für Auskleidungen von metallurgischen Öfen und von der Glas-und Keramikindustrie als feuerfestes Material. Seine Verwendung als feuerfestes Material macht einen großen Teil des gesamten Zirkoniumverbrauchs aus.