Цирконий что за металл. Виды, значение и применение циркония. Проблема циркония «реакторной чистоты»

December 29, 2014

Цирконий - это серо-стальной металл, имеющий желтоватый оттенок. Его получают переплавкой циркониевых отходов, а также рудного концентрата.

Цирконий: цены, ГОСТ, описание

Обозначение - ГОСТ 21907-76. Это пластичный и ковкий (практически как золото) коррозионностойкий, парамагнитный, жаростойкий металл. Цирконий устойчив к действию морской и хлорированной воды, аммиака, щелочей, кислот, свои качества не теряет в условиях низких и высоких температур. В основном применяется в сплаве с другими металлами. Это не только придает ему уникальные свойства, но и повышает технологичность. Стоимость - от 5500 рублей за килограмм в зависимости от марки и фирмы-изготовителя.

На сегодняшний момент цирконий относится к самоцветам. В Средневековье его называли братом алмаза, но присущая алмазам твердость в нем отсутствует.

Цирконий - металл, который в рудных месторождениях буквально рассыпан в различных уголках планеты. Он встречается в форме солей, аморфных окислов и монокристаллов, как в США (в Северной Каролине). В месторождениях Нигерии периодически находят кристаллы весом в килограмм. Самые богатые залежи находятся на территории Австралии, ЮАР, Индии и Северной Америки.

Цирконий (металл) часто встречается в руде вместе с гафнием, который больше всего близок к нему по свойствам. В России его природные запасы оцениваются в 10% от общемировых. Этот металл в 1799 году был впервые выделен в форме двуокиси Клапротом (немецким химиком) из минерала циркона. Выплавляется он из обогащенного рудного концентрата, в котором содержание диоксида циркония составляет 60-65%.

Цирконий (металл): применение

Сплавы рассматриваемого вещества используют в различных сферах промышленности: самолето- и ракетостроении, ядерной энергетике, литейном деле, приборостроении, военном производстве.

За счет повышенной стойкости к воздействию разных сред он отыскал применение в медицинском протезировании, создании хирургических инструментов. В данной сфере цирконий смог обогнать титан, поскольку его устойчивость является вечной.

Ювелирное дело

Цирконий (металл) в ювелирных изделиях используется издавна. Анодированный материал способен приобретать любой оттенок, тем самым предоставляя широкие возможности для воплощения смелых художественных замыслов. Если хотите чего-либо необычного и оригинального, вам нужно обратить внимание на различные украшения из циркония. Такие изделия элегантны и интересны своей завершённостью. Из-за этого на мировом рынке они оцениваются очень высоко.

Лечебные свойства

Нужно отметить, что его прямого биологического воздействия на человеческий организм не обнаружено, хотя в определенных сферах очень важен цирконий. Металл, лечебные свойства которого описаны в этой статье, начал применяться в медицине из-за особых химических и физических свойств:

применяется для изготовления инструментов, так как совершенно нейтрален к воздействию кислот, щелочей, аммиака, воды;
стимулирует скорое заживление ран, при этом препятствуя образованию гноя и проникновению инфекций, поскольку оказывает противомикробное действие;
считается прекрасным антисептиком;
облегчает аллергические реакции, при этом сам не является аллергеном;
радиационное излучение не пропускает.

Пластичность данного металла дает возможность сохранить структуру костей при сложнейших переломах, они при этом быстрее срастаются. Для изготовления нитей для швов также начали использовать цирконий (металл).

Изделия с ним могут оказывать целебное воздействие при гипертонических болезнях, кожных недугах, артритах и артрозах, хотя от официальной медицины подтверждений этого еще не поступало.

Цирконий активно используется в ортопедическом протезировании и стоматологии. Большинство сплавов металлов вызывает побочные эффекты и аллергии в ротовой полости. Цирконий абсолютно устойчив к коррозии, а также нейтрален к различным средам. Сам он при этом на ткани организма не оказывает раздражающего действия.

Суточная норма

Необходимо отметить, что ежедневная норма данного макроэлемента точно не определена, поскольку наш организм может обходиться и без него. Каждый день с едой нам поступает по 0,05 мг данного металла, но он пассивен для того, чтобы вступать в химические реакции. Вещество самостоятельно не синтезируется, хотя может накапливаться в органах.

Избыток циркония в организме

Медики до сих пор не имеют данных о летальной дозе данного элемента для человеческого организма, хотя его передозировка может вызвать негативные последствия. Избыток вызывается при работе на соответствующих производствах, использовании средств индивидуальной гигиены или при проживании около источников, которые загрязняют окружающую среду.

Нужно отметить, что проявлениями передозировки являются следующие симптомы: фиброз легких, пневмония и раздражение покровов кожи. Цирконий - металл, который может накапливаться в органах, при этом оседая на тканях. Из продуктов получить такую большую дозу нереально.

Недостаток в организме

Недостаток такого макроэлемента, как цирконий (металл), свойства которого подробно описаны в этой статье, не приведет к каким-то нежелательным последствиям, поскольку его нет в составе клеток. При этом исследования ведутся до сих пор, и металл еще может открыть для нас множество своих качеств.

Цирконий - металл, который содержится в продуктах питания в минимальных количествах, поэтому вызвать какие-то негативные последствия не может. Ниже приведен список продуктов, с которыми мы можем получить этот элемент:

баранина;
овсянка, рис, пшеница;
мускатный орех, фисташки;
растительные масла;
бобовые;
жгучий красный перец.

Когда необходимо использовать?

Показания к использованию для лечения циркония еще не установлены, хотя в качестве отличного материала для медицинских инструментов и имплантатов он незаменим.

Указанный металл используют в химическом машиностроении в качестве стойкого к коррозии материала. Его присадки раскисляют сталь, а также удаляют из неё серу и азот. Порошкообразный цирконий используется в производстве боеприпасов и в пиротехнике. Сульфат циркония представляет собой дубитель, который активно применяется в кожевенной промышленности.

20 фото кошек, сделанных в правильный момент Кошки - удивительные создания, и об этом, пожалуй, знает каждый. А еще они невероятно фотогеничны и всегда умеют оказаться в правильное время в правил.

Как выглядеть моложе: лучшие стрижки для тех, кому за 30, 40, 50, 60 Девушки в 20 лет не волнуются о форме и длине прически. Кажется, молодость создана для экспериментов над внешностью и дерзких локонов. Однако уже посл.

15 симптомов рака, которые женщины чаще всего игнорируют Многие признаки рака похожи на симптомы других заболеваний или состояний, поэтому их часто игнорируют. Обращайте внимание на свое тело. Если вы замети.

13 признаков, что у вас самый лучший муж Мужья – это воистину великие люди. Как жаль, что хорошие супруги не растут на деревьях. Если ваша вторая половинка делает эти 13 вещей, то вы можете с.

Что форма носа может сказать о вашей личности? Многие эксперты считают, что, посмотрев на нос, можно многое сказать о личности человека. Поэтому при первой встрече обратите внимание на нос незнаком.

9 знаменитых женщин, которые влюблялись в женщин Проявление интереса не к противоположному полу не является чем-то необычным. Вы вряд ли сможете удивить или потрясти кого-то, если признаетесь в том.

Характеристика всех свойств металла циркония с фото

Характеристика элемента

Цирконий – довольно распространенный элемент в земной коре, но он рассеян и не найдены до сих пор его крупные залежи. В чистом виде выделить его получилось лишь в 1925 году после почти 100 лет экспериментов. Металл представляет собой вещество серебристо-белого цвета с характерным неярким блеском (см. фото), что ранее позволяло ему считаться родственником топазов и рубинов. Минерал, из которого он добывался на Цейлоне, носил название гиацинт.

Сегодня его относят к самоцветам, а в средневековые времена его называли младшим братом алмаза, хотя в нем отсутствует присущая алмазам твердость.

Сплавы циркония применяют во многих сферах промышленности: ядерная энергетика, ракето- и самолетостроение, приборостроение, литейное дело, военное производство.

Благодаря высокой стойкости к воздействию различных сред, нашел применение в создании хирургических инструментов, медицинском протезировании. В этой сфере он перегнал даже титан, т.к. его устойчивость считают вечной.

Действие циркония — какова его польза?

Цирконий не оказывает прямого биологического воздействия на организм, но для жизнедеятельности человека все-таки очень важен и весьма полезен. Он нашел применение в медицине благодаря своим физическим и химическим свойствам:

стимулирует скорое заживление ран, препятствуя проникновению инфекций и образованию гноя, т.е оказывает противомикробное действие;
используется в качестве материала для инструментов, поскольку он абсолютно нейтрален к действию щелочей, кислот.ю воды. аммиака;
облегчает симптомы аллергии, сам при этом аллергеном не является;
оказывает антисептическое действие;
не проводит радиационное излучение.

Есть информация, что бижутерия с этим металлом способна оказывать лечебное воздействие на кожные заболевания, гипертонические болезни, арт розы и артриты, но официальных подтверждений от медицины пока не поступало.

Очень активное применение было найдено в стоматологии и ортопедическом протезировании. Большинство сплавов металлов вызывают аллергии и побочные эффекты в ротовой полости. Он абсолютно устойчив к любым видам коррозии и нейтрален к разным средам. При этом сам не оказывает раздражающего действия на ткани организма.

Суточная норма

Суточная норма макроэлемента не определена, по той причине, что наш организм сможет спокойно обходиться без него. Ежедневно с пищей нам поступает около 0,05 мг металла, но достаточно пассивен, чтобы вступать в любые химические реакции. Самостоятельно он не синтезируется, но способен накапливаться в органах.

Недостаток циркония

Недостаток макроэлемента не приведет к сложным последствиям, т.к. не обнаружен в составе клеток. Хотя исследования до сих пор ведутся и цирконий может открыть нам немало своих качеств.

Избыток циркония в организме

Медики до сих пор не имеют данных о летальной дозе элемента для организма человека. Но передозировка имеет место и вызывает негативные последствия. Часто избыток вызывается внешними признаками: при работе на соответствующих производствах, пользовании косметическими средствами и средствами индивидуальной гигиены либо при проживании в местностях с близкими источниками, загрязняющими окружающую среду.

Проявлениями передозировки могут быть раздражения кожных покровов, пневмония и фиброз легких. Металл способен накапливаться в органах, оседая на мягких тканях. Для лечения применяют комплексный подход для выведения токсинов из клеток.

Получить столь большую дозу из продуктов нереально.

Каковы источники?

Цирконий содержится в продуктах в столь минимальных количествах, что вызвать какие-либо негативные последствия будет невозможно. Вот спи сок той пищи, с которой наш организм может получить элемент:

рис. овсянка, пшеница;
мясо барана;
фисташки, мускатный орех;
семейство бобовых;
растительные масла;
красный жгучий перец.

Показания к назначению

Показания к назначению макроэлемента циркония не зафиксированы, зато в качестве материала для имплантатов, медицинских инструментов он незаменим.

Cуточная норма

Необходимая суточная норма: 300 — 800 мкг

Цирконий: свойства, избыток и недостаток, цирконий в продуктах

Цирконий – металл, серебристо-белого цвета, с неярким, но особенным блеском, а называется по имени минерала, из которого выделен химиками XVIII-XIX веков.

Циркон – природный минерал, из тех, что называют самоцветами, и стоит он почти столько же, сколько сапфир – то есть, довольно дорого, но не дороже алмаза, «младшим братом» которого его стали называть за яркий и переливчатый блеск. В Средневековье украшения с ним были популярны: честные ювелиры называли циркон «несовершенным алмазом», а недобросовестные выдавали его за алмазы настоящие, хотя алмазной твёрдости в этом минерале нет – даже настоящие ценители украшений иногда ошибались.

Сегодня циркон вытеснен фианитом – его синтетическим аналогом, полученным советскими учёными в 70-е годы XX века. По составу фианит сильно отличается от настоящего циркона, но в ювелирной промышленности именно он теперь используется в качестве заменителя алмазов – блестит он не хуже, чем циркон. Используется фианит и в химической промышленности, и в стоматологии – его пыль входит в состав керамики, из которой делаются красивые зубы.

У некоторых разновидностей настоящего циркона блеск скорее золотисто-жёлтый, чем серебристый, поэтому многие учёные думают, что своё название он получил от персидского «царгун» — «золотоцветный», хотя есть и другие версии, но точно никто так и не знает. Астрологи не прошли мимо циркона, и ещё в средние века минерал считали талисманом, способным оберегать своего владельца от бед и помогать ему, а также улучшать память и другие умственные способности, развивать сообразительность, усиливать тягу к знаниям, приносить успех в творчестве и удачу в торговых делах.

Считается, что циркон улучшает зрение и снимает утомление – возможно, именно это его свойство использовалось производителями известных в России несколько лет назад циркониевых браслетов. Цирконий позиционировался ими, как металл, снижающий повышенное давление, но медики заявляют, что реальными терапевтическими свойствами эти браслеты не обладают, и медицинскими изделиями их считать нельзя. Стоит сказать, что определённые результаты всё же были, но об этом чуть позже.

Назвать цирконий редким элементом нельзя – в земной коре его немало, но он довольно широко рассеян, и крупных залежей почти нет. Природных соединений циркония, в которых он присутствует в виде солей или оксидов, современным учёным известно около 40, но минералов – меньше 30, причём только два из них – циркон и бадделеит, применяемый в производстве огнеупорных материалов и керамики, имеют промышленное значение.

Больше всего сырья, из которого можно получать цирконий, обнаружено в Америке – США и Бразилии, Западной Африке, Индии и Австралии. На территории России тоже есть запасы минералов, содержащих цирконий – они расположены в Сибири и на Урале.

Циркониевые сплавы сегодня находят применение в очень серьёзных сферах промышленности: входят в состав ядерных реакторов, используются в ракето- и самолётостроении; в изготовлении сверхпроводящих магнитов, применяемых в строительстве термоядерных реакторов и создании сложных медицинских приборов.

Другие отрасли тоже используют цирконий и его соединения: металлургия – он применяется в литейном деле; машиностроительная промышленность – как металл, стойкий к коррозиям; в электронике; в кожевенной промышленности – как дубильное вещество; пиротехническое и военное производство.

Тугоплавкость циркония – его двуокись плавится при 2680°С – позволяет изготавливать из него самые разные огнеупорные изделия: не только кирпичи для плавильных печей и тиглей, но и тугоплавкое стекло, и жаропрочные эмали, и все эти изделия не боятся ни очень высоких, ни очень низких температур.

Плавильные печи, построенные с использованием циркониевых огнеупоров в начале XX века, служат до сих пор: в таких печах можно долгие годы работать без ремонта.

Небольшое добавление циркония повышает твёрдость стали и прочность меди; прочность и устойчивость магния и алюминия; цирконий используется в изготовлении электровакуумных приборов.

Минерал, с древних времён известный на Цейлоне, называли гиацинтом, и считали его родственником рубинов и топазов, но в 1789 году немецкий химик Мартин Клапрот исследовал этот самоцвет, и выделил новое вещество – «цирконовую землю»; позже то же самое сделал француз де Морво. Металлический цирконий, но не слишком чистый, был получен знаменитым Берцелиусом в 1824 году; вещество было хрупким – в нём было много примесей, и обработке этот цирконий тоже не поддавался.

Выделить чистый металлический цирконий не удавалось около 100 лет: в 1914 году это было сделано, но примеси всё равно оставались; и в 1925 году голландские учёные, наконец, получили настоящий цирконий – пластичный и легко обрабатываемый металл.

Разумеется, нам очень интересно узнать о биологическом значении циркония – но вот его-то как раз и нет; то есть, учёные поясняют, что он даже биоэлементом не считается, и в структуре наших клеток его тоже нет – важным элементом он не является точно.

Однако, благодаря своей высокой стойкости к различным воздействиям, цирконий стал для нас важным: в медицине он сегодня применяется очень широко – даже титан, известный медицинский металл, несколько меньше устойчив к биологическим средам – а его устойчивость можно назвать практически вечной.

Из циркония создают высококачественные хирургические инструменты; зубные, суставные и костные протезы – в России впервые были изготовлены импланты из циркония, тогда как во всех развитых странах широко применяются сплавы титана.

Титан прекрасно зарекомендовал себя, но сплавы с цирконием обладают более высокой стойкостью к коррозии, отличаются высокой прочностью и биологической совместимостью. Пластичность циркония позволяет хирургам обеспечивать высочайшее качество – даже при сложных множественных переломах костей структуру тканей удаётся восстановить без малейших сдвигов, кости быстро и правильно срастаются, а послеоперационные раны скорее заживают.

Даже в такой серьёзной сфере медицины, как нейрохирургия, цирконий используется с большим успехом: во время операций на мозге используются не только циркониевые инструменты, но также кровоостанавливающие зажимы и нити для швов. В челюстно-лицевой хирургии тоже применяются циркониевые свёрла, винты, скобы, пластины и т.д.

Интересный нюанс: специалистами установлено, что циркониевые серьги способствуют заживлению мочек ушей после прокалывания – ранки заживают на несколько дней раньше, чем при ношении золотых серёжек.

Ещё замечено, что бижутерия с цирконием при длительном ношении улучшает общее самочувствие, и особенно это проявилось у пациентов с переломами, артрозами и артритами, заболеваниями позвоночника, экземами, дерматитами и другими кожными проблемами; гипертоники тоже чувствовали улучшение – давление у них снижалось, и они принимали меньше лекарств. Кстати, использовались как пластины или пояса, так и циркониевые браслеты – оздоровительный эффект всё-таки имеет место быть.

Цирконий в продуктах

Конечно, в нашем организме цирконий есть – примерно 1 мг, и поступает он с водой и пищей. В продуктах он может содержаться в микроскопических количествах: в некоторых растительных маслах, баранине, чае, красном перце, бобах, рисе, пшенице, овсянке и т.д.

Недостаток и избыток циркония

У медиков нет данных о недостатке или дефиците циркония в организме; ничего не известно и о летальной дозе. Но повышенное содержание циркония бывает: при работе в машиностроительной, литейной и атомной промышленности, производстве косметики и средств гигиены. Дезодоранты с цирконием могут вызывать кожную аллергию, но сегодня их уже перестали выпускать; иногда были аллергические реакции и на циркониевые браслеты.

Проявляется избыток циркония по-разному: от раздражения кожи до острой пневмонии и фиброза лёгких. Если десятки лет работать на циркониевом производстве, то возникает стойкая общая интоксикация организма. При этом посуда с цирконием абсолютно безопасна, и отличается высоким качеством – свои гигиенические свойства она сохраняет практически вечно. При избытке циркония в организме обычно назначается симптоматическое лечение, или он выводится с помощью комплексообразователей – соединений, проникающих внутрь клеток, и очищающих их от радиоактивных веществ.

Гатаулина Галина
для женского журнала InFlora.ru

При использовании и перепечатке материала активная ссылка на женский онлайн журнал InFlora.ru обязательна

Основные отличия циркона и циркония

Созвучные по произношению и похожие на слух слова «циркон» и «цирконий» очень часто воспринимаются как названия одного и того же камня, который нашел широкое применение в изготовлении ювелирных и декоративных украшений. Однако на деле это совершено разные по способу происхождения материалы, которые обладают отличными друг от друга качествами и свойствами.

Принципиальная разница состоит в том, что циркон – это природный минерал, который относиться к подгруппе островных силикатов. Цирконий – химический элемент, имеющий свое место в четвертой группе периодической таблицы системы Менделеева.

Свойства и применение циркона

Циркон относится к благородному семейству самоцветов и имеет радужное сияние, очень сильно напоминающее сверкание бриллианта, из которого ювелиры с незапамятных времен изготавливали самые дорогие и изысканные украшения.

Своим названием камень обязан персидскому слову «zargun», что в переводе на русский язык имеет значение «золотого цвета» или «золотого камня». Основными местами его промышленной добычи считаются острова Шри-Ланка, Таиланд, Мадагаскар и Вьетнам. На территории России самоцвет находят в составе гранита и других пород на Урале и алмазных приисках в Якутии.

Цвет природного циркона может иметь большое количество оттенков и зависит от количества самых различных натуральных примесей, которые находятся в составе минерала. Такими примесями могут быть медь, алюминий, гафний, титан, цинк и железо.

Самыми известными и распространенными окрасками на сегодня можно назвать:

желтый цвет имеют кристаллы под названием сиамские цирконы или жаргоны;
голубые оттенки приобретают камни, прошедшие процедуру обжига и называются старлитами;
насыщенный коричневый или черный цвет имеют минералы, в состав которых входит небольшой процент содержания радиоактивных элементов и носит название малакон;
циркон, не имеющий цвета, но имеющий характерное радужное бриллиантовое сияние, получил название матарский алмаз.

В природе существует широкий спектр цветовых вариантов циркона коричневых, оранжевых, малиновых и розовых оттенков. Как камень, который часто используют ювелиры для изготовления ювелирных изделий, природный циркон имеет достаточно высокую стоимость, и свойства его сравнимые с сапфирами и рубинами.

Натуральный циркон имеет небольшое радиоактивное излучение, и это позволяет установить подлинность его природного происхождения. Камень не обладает особой механической прочностью и требует бережного отношения при изготовлении и использовании ювелирных украшений.

Лечебные и магические свойства циркона

Традиционно камни циркона наделяют человека магическими свойствами. Необычная форма кристаллов в виде сдвоенной пирамиды, помогает обрести дар предвиденья и даже развить сверхъестественные способности его обладателя. Существует легенда, что кольцо с цирконием носит верховный представитель масонской ложи на левой руке, как символ принадлежности к избранному тайному обществу.

Камень рекомендуется носить людям, деятельность которых связана с финансовыми делами или научной деятельностью. Многие считают, что ювелирные украшения с цирконом способны помочь восстановить запас внутренних сил, привести в равновесие внутренний мир человека и справиться с депрессивным состоянием. Оправа из золота позволяет усилить магические свойства камня. Носить украшения с цирконом рекомендуется представителям зодиакального знака Овнов, Водолеям и Козерогам.

Последователи йоги и других индийских практик, считают циркон камнем, который обладает проекционной энергией Ян. Минерологи объясняют его лечебные свойства необычной формой.

А народные целители во всем мире используют различные цветовые оттенки природного минерала, как средства для лечения и профилактики многих распространенных заболеваний. С течением времени цвет минерала может меняться и приобретать различные цветовые нюансы. Считается, что амулеты из циркона способны восстановить зрение, избавить от лишнего веса и даже привлечь материальный успех.

Самому древнему самородку австралийского циркона, который дожил до наших дней, почти четыре с половиной миллиарда лет. Сегодня очень редко находят крупные кристаллы минерала, в большинстве случаев это небольшие вкрапления в составе других видов пород. Самые большие по размеру образцы удивительного по красоте природного камня имеют огромную ценность, и храниться в известных музейных залах.

Химический элемент цирконий и его применение

Цирконий – это химический элемент, который находится в периодической таблице под номером сорок и представляет собой пластичный металл, имеющий серебристо — белый цвет. Элемент обладает антикоррозийными свойствами, имеет характерный блеск и устойчив к кислотной и щелочной среде.

Формула циркония была получена в 1824 году и долгое время ученые не могли однозначно описать его физические свойства. Только после того, как удалось выделить химический элемент в чистом виде, цирконий получил самые разные способы применения в различных сферах человеческой жизни.

В чистом виде цирконий представляет собой прочный металл по своим свойствам похожий на сталь. Метал цирконий, имеет широкий спектр применения в самых различных направлениях человеческой деятельности:

как материал для производства отдельных конструктивных элементов ядерных реакторов;
цирконий является составляющей многих сплавов, которые используются в производстве ракет и других летательных аппаратов;
входит в состав материалов, на основе которых изготавливаются металлокерамические изделия;
в машиностроении используются как металл, имеющий высокие антикоррозийные свойства;
сульфат химического элемента представляет собой дубильное вещество для кожевенной промышленности;
взвесь порошка металла цирконий применяется при изготовлении пиротехнических средств.

Сплавы циркония с другими металлами улучшают технические характеристики, увеличивают огнеупорность и пьезокерамические свойства материалов. Химический элемент в качестве добавки к другим материалам многократно увеличивает их способность сопротивляться различным агрессивным средам. Соли циркония образованные в результате гидролиза могут входить в состав водных растворов.

Кубический цирконий или фианит

Путаница в терминологии возникла после того, как на основе кубического оксида циркония в семидесятых годах прошлого века был синтезирован искусственный ювелирный камень фианит.

Аналог природного бриллианта имел более низкую цену и произвел в свое время переполох на мировых алмазных торговых биржах. По эстетическим и природным свойствам фианит очень похож на натуральный бриллиант и поэтому получил применение не только в ювелирном деле, но как прочный материал, способный заменить природные алмазы в технических приборах.

Свое название фианит получил от аббревиатуры научного заведения ФИАН – Физического Института Академии Наук. Именно здесь впервые был выращен кубический кристалл оксида циркония. Первоначальной задачей ученых было вырастить кристалл для научных работ, который должен иметь определенные технические характеристики и исключить наличие дефектов, присущих всем природным минералам.

Позднее выяснилось, что искусственный камень прост в обработке, а высокий коэффициент светового преломления позволяет придать ему оттенки, которые не встречаются в природе.

Оптический эффект и мерцающее бриллиантовое сияние позволяет ювелирам изготавливать красивые ювелирные изделия, обрамляя искусственный алмаз в золото или серебро. При этом цена на такие изделия более демократична, чем на ювелирные изделия с натуральными бриллиантами.

За рубежом искусственный камень был запатентован как кубик циркония или иногда называется джевалит, цирконит или даймоновский кристалл.

Многие часто путают понятия циркон и цирконий, но в реальности это совершенно разные по происхождению материалы. В ювелирных изделиях в чистом виде цирконий применяется исключительно в качестве металлических вставок, а к ювелирным камням натурального происхождения этот химический элемент не имеет отношения.

Общие сведения и методы получения

Цирконий Zr - металл светло-серого цвета в компактном состояния и темно-серого в порошкообразном.

Открыт в 1789 г. немецким химиком Клапротом в минерале цирконе. Металлический цирконий впервые получен в 1824 г. шведским химиком Берцелиусом путем восстановления фторцирконата калия натрием. Чистый пластичный цирконий был получен лишь в 1925 г. термической диссоциацией иодида циркония по методу, предложенному голландскими учеными Ваи Аркелем и Де Буром. Начало промышленного производства ковкого циркония относится к 50-м годам нашего столетия. Свое название цирконий получил по минералу циркону.

Способы получения циркония подразделяются на две группы.

1. Металлотермическое восстановление:

а) восстановление фторцирконата калия KzZrFe натрием (калием) и фторида циркония кальцием;

б) восстановление четыреххлористого циркония магнием и натрием;

в) восстановление диоксида циркония кальцием или гидратом каль-
ция.

2. Электролиз расплавленных сред.

Ковкий цирконий получают восстановлением четыреххлористого циркония магнием и путем электролиза.

Цирконий, используемый в виде порошка, получают восстановлением фторцирконата калия натрием и восстановлением Zr 0 2 кальцием или его гидридом.

Цирконий высокой чистоты может быть получен термической диссоциацией паров иодида циркония.

Подавляющую часть циркония для превращения его в пластичный компактный металл плавят в вакуумных дуговых печах с расходуемым электродом. При плавке происходят дегазация металла, в частности удаление водорода, и испарение некоторых элементов. Для повышения однородности состава проводят дуговой переплав.

Цирконий повыш-енной чистоты получают электронно-лучевой плавкой. Относительно небольшие количества циркония и сплавов на его основе превращают в компактный металл методом порошковой металлургии. Исходный порошок циркония высокой чистоты получают электролизом, а также измельчением циркониевой губки в атмосфере аргона.

Цирконий кальциетермический производят в виде порошка, который имеет серовато-черный цвет и предназначен в основном для электровакуумной промышленности. Содержание циркония (общ.)-ие менее 98,0%, циркония (активн.)-не менее &2%; содержание примесей, %,

не более: 0,05 Fe ; 0,05 Са; 0,003 О. Влажность порошка >15 %. Поставляется порошок в полиэтиленовых мешках массой до 3 кг, которые помещаются в металлические банки.

Цирконий натриетермический - металлический порошок, получаемый восстановлением фторцирконата калия натрием. Общее содержание циркония 92-94 %, примесей, %, не более: 0,3 Fe. 0,15 Са, 0,15 Mg. Влажность порошка »14%. Поставляется в полиэтиленовых мешках или банках массой не более 3 кг, которые помещают в железные коробки.

Атомные характеристики. Атомный номер 40, атомная масса 91,22 а. е. м. атомный объем 13,97*10 -6 м 3 /моль, атомный радиус 0,159 нм, ионный радиус 0,082 нм. Первый потенциал ионизации 6,84 эВ. Электроотрица-телыюсть 1,4.

Цирконий существует в двух аллотропических модификациях: до 860°С а-цирконий с гексагональной плотноупакованной кристаллической решеткой, имеющей периоды: а = 0,3223 нм; с = 0,5147 нм; координационное число 6; 6; выше 862 °С - В-цирконий с о. ц. к. решеткой, имеющей период

Энергия кристаллической решетки 584 мкДж/кмоль. Эффективное поперечное сечение захвата тепловых нейтронов 0,18*10- 28 м 2 .

Нормальный электродный потенциал реакции Zr -4 e =

При комнатной температуре цирконий обладает высокой коррозионной стойкостью на воздухе и во многих агрессивных средах.

Компактный цирконий при нагреве до 400-600 °С покрывается пленкой оксида. Цирконий в виде порошка при обычной температуре может воспламеняться на воздухе.

Электрохимический эквивалент 0,2363 мг/Кл.

При температуре выше 600-700 °С цирконий активно взаимодейст. вует с кислородом и азотом, образуя Zr 0 2 и ZrN. характеризующиеся тугоплавкостью и высокой твердостью. При 300-1000 «С цирконий быстро адсорбирует водород, при этом он становится хрупким, более твердым; магнитная восприимчивость при насыщении водородом снижается. При 1200-1300 «С в условиях высокого вакуума водород может быть удален. При реакции с углекислым газом образуются оксиды и карбиды циркония, при реакции с парами воды при температуре около 300 °С - оксиды и гидриды.

Цирконий обладает высокой коррозионной стойкостью в серной, соляной и азотной кислотах до 100°С, а также в растворах щелочей (едкого натра, едкого кали) и аммиака; хорошо растворяется в плавиковой и кипящей серной кислотах. При 200-400 °С цирконий взаимодействует с галогенами, образуя тетрагалогениды, при этом активность га а тогенов по отношению к цирконию уменьшается с возрастанием атомного номера галогена. Со фтором цирконий реагирует при комнатной температуре, при этом образуется фторид циркония (ZrF 4); взаимодействие с хлором начинается при 200-400 °С, в результате чего образуется хлорид циркония (ZrCl 4).

Изоморфные металлы, как правило, образуют с обеими модификациями циркония непрерывные или ограниченные ряды твердых растворов. Непрерывные ряды твердых растворов с обеими модификациями образуются в системах Zr - Ti. Zr - Hf. Zr - Se и др. с высокотемпературной 6-модификацией - в системах Zr - Та, Zr - Nb. При взаимодействии циркония со многими переходными металлами - ванадием, хромом, молибденом, вольфрамом, рением, никелем, железом - образуются ограниченные твердые растворы и химические соединения. В соответствующих системах наблюдаются эвтектические и эвтектоидные превращения.

Растворимость бериллия, алюминия, индия в a — Zr при комнатной тем. пературе не превышает десятых долей процента.

Цирконий поддается горячей и холодной обработке всех видов. Примеси особенно кислород и азот, ухудшают способность к деформации. Поэтому обработку давлением ведут в защитной атмосфере, которая предохраняет от возможного окисления и азотирования. Максимальные обжатия при холодной обработке 70-80 %. Температура прокатки и ковки - до

Механическая обработка производится твердосплавным инструментом. Прн грубой обработке скорость резания 36,5 м/мин, подача за один оборот 0,25 мм. Во избежание воспламенения стружки при перегреве следует пользоваться острым, хорошо отполированным инструментом, применяя обильное охлаждение.

Температура начала рекристаллизации циркония, очищенного зоиной плавкой, составляет 270°С.

Сварку циркония осуществляют в инертной атмосфере (аргон, гелий) способом аргоно-дуговой сварки. Возможна стыковая сварка, а в ряде случаев сварка давлением. Крупные детали, а также детали сложной формы после сварки отжигают при 800 °С.

Пайку производят твердыми припоями в атмосфере инертных газов.

Цирконий и его сплавы применяют в атомной энергетике, металлургия, машиностроении, электронике, производстве огнеупоров н т. д.

В атомной энергетике цирконий благодаря высоким коррозионным свойствам, малому поперечному сечению захвата тепловых нейтронов, хорошим механическим свойствам и высокой жаропрочности используют для оболочек тепловыделяющих элементов (твэлов).

В металлургии этот элемент используют для раскисления стали, модифицирования чугуна. Его вводят в качестве легирующей добавки в специальные стали (нержавеющие, жаропрочные) в виде ферросилико-циркоиия (40-45 % Zr ; 20-24 % Si. остальное железо). Кроме того, цирконий входит в состав цветных сплавов на основе магния, титана, меди, никеля, свинца н др. куда его добавляют для повышения механических и других специальных свойств.

В машиностроении перспективно использование циркония для изготовления центрифуг, насосов, конденсаторов, испарителей, поршней, шатунов, тяг, лопастей турбин и др.

В электронике цирконий применяют для производства электровакум-ных приборов в целях поддержания высокого вакуума (этот элемент хорошо поглощает газы). В медицинской промышленности цирконий служит для изготовления зажимов, штифтов и др.

Благодаря низкой температуре воспламенения и высокой скорости сгорания цирконий используют в пиротехнике, а также для фотовспышек.

Циркон, не содержащий железа, применяют в производстве огнеупоров, используемых для футеровки металлургических и стекловаренных печей, а также в производстве строительной керамики, эмалей, глазурей, абразивов, специальных стекол, хрусталя.

Диоксид и диборид циркония используют в качестве керамических покрытий (керметы, обладающие высокой твердостью и стойкостью в ряде агрессивных сред и выдерживающие кратковременный нагрев до 2750 °С). Соединения циркония применяют в качестве защитных покрытий сплавов, работающих при высоких температурах, для обработки тканей с целью придания им водоотталкивающих и огнезащитных свойств, в производстве красителей, а также в фармацевтической и парфюмерной отраслях промышленности. Сверхпроводящие сплавы с цирконием - перспективные материалы для магнитов в магнитогидродинамнческих генераторах и термоядерных установках.

Принципиальная разница состоит в том, что циркон – это природный минерал, который относиться к подгруппе островных силикатов. Цирконий – химический элемент, имеющий свое место в четвертой группе периодической таблицы системы Менделеева.

Свойства и применение циркона

Самыми известными и распространенными окрасками на сегодня можно назвать:

желтый цвет имеют кристаллы под названием сиамские цирконы или жаргоны;
голубые оттенки приобретают камни, прошедшие процедуру обжига и называются старлитами;
насыщенный коричневый или черный цвет имеют минералы, в состав которых входит небольшой процент содержания радиоактивных элементов и носит название малакон;
циркон, не имеющий цвета, но имеющий характерное радужное бриллиантовое сияние, получил название матарский алмаз.

Лечебные и магические свойства циркона

Последователи йоги и других индийских практик, считают циркон камнем, который обладает проекционной энергией Ян. Минерологи объясняют его лечебные свойства необычной формой.

Химический элемент цирконий и его применение

как материал для производства отдельных конструктивных элементов ядерных реакторов;
цирконий является составляющей многих сплавов, которые используются в производстве ракет и других летательных аппаратов;
входит в состав материалов, на основе которых изготавливаются металлокерамические изделия;
в машиностроении используются как металл, имеющий высокие антикоррозийные свойства;
сульфат химического элемента представляет собой дубильное вещество для кожевенной промышленности;
взвесь порошка металла цирконий применяется при изготовлении пиротехнических средств.

Кубический цирконий или фианит

Позднее выяснилось, что искусственный камень прост в обработке, а высокий коэффициент светового преломления позволяет придать ему оттенки, которые не встречаются в природе.

Сороковой элемент таблицы Менделеева был открыт в 1783 году химиком немецкого происхождения М.Г. Клапротом. Очищенный от примесей металл цирконий удалось получить только в начале 20 века. И хотя с этого момента прошло уже почти 100 лет, металл до сих пор имеет ряд неясностей, начиная с происхождения его названия и заканчивая влиянием на здоровье человека. Почему цена за 1 грамм на него уже на протяжении нескольких десятилетий продолжают расти вверх.

Нахождение в природе

Цирконий в естественных условиях встречается только в виде оксидов и силикатов. Среди них главным образом выделяют циркон, эвдиалит, бадделеит. Стоит отметить, что металл в месторождениях всегда сопровождается гафнием . Происходит это по причине схожей кристаллической решетки металлов.

Основная доля циркониевых минералов расположена в литосфере. На одну тонну земной коры приходится в среднем 210 грамм циркона. Также соединения циркония встречаются и в составе морской воды. Но концентрация его здесь намного ниже и составляет 0,05 мг на 1000 литров.

Лидерами по количеству месторождений циркония являются Австралия (циркон), ЮАР (бадделеит), чуть меньше США, Бразилия и Индия. На Россию приходится 10% от мировых запасов.

Получение

Первоначально из окислов цирконий выделяли способом «наращивания». Циркониевую полоску устанавливали на раскалённые нити вольфрама. Под воздействием температур свыше 2000 ºС металл цирконий прилипал к поверхности нагревателя, а остальные компоненты соединения сгорали.

Такой способ требовал большого количества электроэнергии и вскоре был разработан более экономичный метод Кролля. Суть его заключается в предварительном хлорировании диоксида циркония с последующим восстановлением магнием. Но развитие способов получения циркония на этом не остановилось. Спустя некоторое время в промышленности стали применять еще более дешевое щелочное и фторидное восстановление циркония из оксидов.

Цирконий э110 состав

Йодидный цирконий

Высокопластичный и с низкими характеристиками прочности. Его получают йодидным методом основанном на способности металла образовывать соединения с йодом. При этом вредные примеси легко отделяются и получается чистый металл. Из йодидного циркония делают прутки.

Цена

Основными поставщиками циркония на мировой рынок является Австралия и ЮАР. В последнее время перевес по экспорту циркона и циркониевых минералов все больше склоняется в сторону Южно-африканской республики. Главными потребителями является Евросоюз (Италия, Франция, Германия), Китай и Япония. Торговля цирконом ведется в основном в виде ферросплавов.

За последние 10 лет спрос на металл цирконий в среднем увеличивался на 5,2% в год. Производственные мощности за это время успевали подняться на чуть больше 2%. В результате, на мировом рынке сформировался постоянный дефицит циркония, что являлось предпосылом для повышения его стоимости.

Существуют 2 основные причины роста спроса на данный металл:

Глобальное увеличение масштабов ядерной промышленности.
Активное применение циркония в производстве керамики.

Также, некоторые специалисты считают, что частично на рост котировок циркония повлияло прекращение добычи бадделеита в Австралии.

На Российском рынке вторичного металла стоимость циркония составляет от 450 до 7500 рублей за килограмм. Чем чище металл, тем цена, соответственно, дороже.

Применение

Вышеперечисленные свойства обеспечивают цирконию обширное использование в разного рода отраслей производства. Здесь выделяются следующие сферы:

В электротехнике циркониевый сплав с ниобием применяется в качестве сверхпроводника. Выдерживает нагрузку до 100 кА\см2. Точка перехода в сверхпроводящий режим составляет 4,2 К. Также в радиотехнической аппаратуре цирконием покрывают электронные платы с целью поглощения выделяющихся газов. Циркониевые фильтры излучения рентгеновских трубок отличаются высоким значением монохромности.
В ядерной энергетике используется как материал оболочек ТВЭЛов (зоны, где непосредственно осуществляется деление ядер и производство теплоэнергии) и других узлов термоядерного реактора.
Металлургия применяет цирконий как легирующий элемент. Данный металл является сильным раскислителем, превосходящим по этому показателю как марганец, так и кремний. Добавление в конструкционные металлы (сталь 45 , 30ХГСА) всего 0,5% циркония увеличивает их прочность в 1,5-1,8 раза. При этом дополнительно происходит улучшение протекание процесса обработки резанием. Циркон является основным компонентом корундовой керамики. По сравнению с шамотом, срок ее эксплуатации выше в 3-4 раза. Данный огнеупорный материал применяется в изготовлении тиглей и желобов сталелитейных печей.
В машиностроении металл служит материалом для таких изделий как насос и трубозапорная арматура, работающих в условиях воздействия агрессивных сред.
В пиротехнике металлы циркония используются для изготовления салютов и фейерверков. Происходит это по причине отсутствия дыма при горении, а также выделение значительного количества световой энергии.
В химической промышленности циркон служит сырьем для кермета - металлокерамическое покрытие, обладающее повышенной износостойкостью и невосприимчивостью к кислотам.
В оптике активно используют фианит - обработанный циркон с добавками скандия и других редкоземельных металлов. Фианиты имеют значительный угол преломления, что позволяет их применять в качестве материала для производства линз. В ювелирном деле фианит известен как синтетический заменитель бриллианта.
В военной промышленности цирконий служит наполнителем для трассирующих пуль и осветительных ракет.

Физические и химические свойства

Цирконий - на вид металл напоминающий серебро. Плотность его составляет 6506 кг\м3. Температура плавления - 1855,3 ºС. Удельная теплоемкость колеблется в пределах 0,3 Кдж\кг С. Данный металл не отличается высокой теплопроводностью. Ее значение находится на уровне 21 Вт\м С, что ниже аналогичного показателя титана в 1,9 раза. Электросопротивление циркония составляет 41-60 мкОм см и находится в прямой зависимости от количества кислорода и азота в металле.

Цирконий имеет один из самых низких показателей поперечного захвата тепловых нейтронов (0,181 барн). По этому параметру из ныне известных металлов его обходит разве что магний (0, 060 барн).

Цирконий, как и железо, парамагнитен. Его восприимчивость к магнитному полю возрастает с увеличением температуры.

Чистый цирконий не отличается высокими механическими характеристиками. Твердость его порядка 70 единиц по шкале Виккерса. Предел прочности составляет 175 МПа, что почти в 2,5 раза ниже по сравнению с углеродистой сталью обычного качества. Предел текучести 55 МПа. Цирконий относится к числу пластичных металлов с модулем упругости 96 МПа.

Все вышеперечисленные механические свойства являются условными, т.к. их значение сильно изменяется при увеличении примесей в составе циркония.

Так, повышение содержания кислорода (до 0,4%) снижает пластичность циркония до такого состояния, что проведение ковки и штамповки становится полностью невозможным. Увеличение в составе водорода до 0,001% повышает хрупкость циркония почти в 2 раза.

Цирконий устойчив к воде и большинству щелочей и кислот. Но, как и механические характеристики, коррозионностойкость находится в прямой зависимости от засорения металла такими элементами как углерод, титан и алюминий. Металл не вступает в химическую реакцию с 50% - ми растворами серной и соляной кислоты. С азотной кислотой реагирует только при температуре свыше 95 ºС. Является единственным металлом, устойчивым к щелочам, имеющим в своем составе аммиак. При переходе отметки в 780 ºС начинается активное поглощение кислорода цирконием. С азотом данные процессы протекают медленнее, но и температура при этом тоже ниже. Всего 600 ºС.

Самым активным газом в этом отношении является водород. Его проникновение вглубь металла начинается уже при 145 ºС и сопровождается настолько обильным выделением тепла, что происходит увеличение циркония в объеме. Циркониевая пыль особенно пожароопасна из-за возможности самовоспламеняться на воздухе. Стоит отметить, что данный процесс является обратимым. Полное удаление водорода осуществляется на специальном оборудовании при температуре 800 ºС.

Лечебные свойства

Как химический элемент, не оказывает какого-либо воздействия на организм человека. Наоборот, он является одним из самых биологически инертных материалов. По этому показателю цирконий опережает такие металлы как титан и нержавеющая сталь. Всем известные циркониевые браслеты, активно рекламируемые в конце 90-х годов, в реальной практике себя не проявили. Медэкстперты доказали, что самочувствие от их использования является следствием эффекта Плацебо.

Хотя с другой стороны, известно, что ношение циркониевых сережек способствует более быстрому заживлению ранки после прокалывания уха.

Наша планета богата полезными ископаемыми,в том числе и металлами. Одним из наиболее распространенных, считается цирконий. Его можно отыскать в любых уголках Земли. Что представляет собой этот металл, каковы его свойства и где он находит применение?

Химические свойства

Простое вещество цирконий является элементом побочной подгруппы IV группы пятого периода периодической системы Д. И. Менделеева. Ему присвоен атомный номер 40, а его атомная масса составляет 91,224. Это серо-стальной металл с желтоватым оттенком и с характерным блеском. Его получают методом переплавки циркониевых отходов и с рудного концентрата, поскольку в чистом виде в земной коре не встречается.

В природе металлический цирконий распространен в виде химических природных соединений - более 40 солей или оксидов. В конце 18 века немецкий ученый Клапрот выделил окисел циркония из камня гиацинта. Он относится к драгоценной разновидности этого камня. До 20 века металл не удавалось получить в чистом виде, но в 20-х годах ученые все-таки добились успеха.

В очищенном виде он обладает многими свойствами, которыми отличается золото:

пластичный;
ковкий;
антикоррозийный;
жаростойкий;
парамагнитный.

Металл не боится воздействия хлорированной и морской воды . Он не теряет своих высоких качеств при низких и высоких температурах. Устойчив к аммиаку, кислотам и щелочам. В основном его используют для добавления к сплавам других металлов, что повышает его технологичность и делает его свойства почти уникальными. Свое название он получил от персидского слова "царгун" (золотой камень).

Довольно часто цирконий путают с цирконом , который является силикатом циркония. Металл может менять свою окраску и по цвету бывает:

зеленый;
коричневый;
черный;
желтый;
иногда красный.

Его цвет зависит от примесей, которые входят в состав. В число примесей, окрашивающих камень, часто входят - кальций, медь, железо, цинк, уран, стронций, титан. Также в составе присутствуют и редкоземельные элементы.

Нахождение в природе

Рудные залежи циркония широко распространены в недрах земли. Залежи можно увидеть в нескольких формах в виде:

аморфных окислов;
солей;
монокристаллов.

В африканских месторождениях находят кристаллы весом до 1 кг. Больше всего циркония (металла) сосредоточенно на территории Австралии, Индии, ЮАР, Бразилии и Северной Америки. В этих государствах самые большие запасы этого металла. В России находится почти 10% мировых запасов циркония в Сибири и на Урале. Чаще всего в руде он встречается совместно с гафнием, поскольку тот близок к нему по своим свойствам. Каждый их них имеет свои привлекательные характеристики, но в совмещенном виде их использовать нельзя. Многоступенчатая очистка позволяет разделить эти два элемента, но такой производственный процесс делает цирконий значительно дороже.

В природе встречаются крупные зеленые и непрозрачные цирконии , но они могут вызывать повышенную радиацию. Такие экземпляры нельзя подвергать огранке, хранить в домах и перевозить в больших объемах. По распространению среди металлов во всем мире цирконий занимает 12 место. Несмотря на этот факт, он длительное время был непопулярным элементом, даже в сравнении с редкими радиоактивными элементами. Это объясняется тем, что его запасов рассеяно на земле много, но очень крупных запасов не так много.

Применение металлического циркония

Благодаря своим уникальным свойствам и качествам, этот элемент может применяться во многих отраслях. Его используют в виде сплавов в разных сферах современной промышленности:

самолетостроение;
ядерная энергетика;
ракетостроение;
приборостроение;
литейное производство;
военная промышленность;
медицинское оборудование.

Из-за высокой устойчивости, которая даже превышает показатели титана, он стал пользоваться большой популярностью в медицинской отрасли. Его применяют для протезирования и производства хирургических инструментов.

Издавна металлический цирконий использовался для создания ювелирных украшений. Он способен приобретать многие оттенки, поскольку он анодированный металл. Это позволяет ювелирам воплощать самые разные художественные замыслы в создании украшений. Изделия смотрятся элегантно и красиво выглядят, поэтому ценятся на мировом рынке ювелирных украшений.

Благодаря высокой степени коррозийной защиты этот легирующий элемент помогает сделать многокомпонентные магниевые сплавы намного устойчивее к проявлениям коррозии. Он также улучшает вязкость сплавов, повышает их ударопрочность. В сплавах с медью, кроме, прочности сохраняет электропроводность. В сплавах с алюминием этот уникальный элемент значительно повышает их эксплуатационные качества.

Широко используется элемент в металлургической промышленности и проявляет себя как высокоэффективный раскислитель . Это качество в несколько раз превышает показатели марганац и титана. Цирконий улучшает вязкость марок сталей, тем самым помогает им быть более устойчивыми к ударным нагрузкам. Он способствует пластичности, выводя из сплавов серу и газ. В качестве легирующего элемента также применяется в цветной металлургии и для повышения теплоемкости алюминиевых сплавов.

Лечебные свойства

Из-за своих особых физических и химических свойств цирконий стал активно применяться в медицине. Благодаря своей нейтральности к воздействию щелочной, кислотной и водной среде, а также аммиака его добавляют в составы для изготовления медицинских инструментов. Он стимулирует скорейшее заживление ран и проявляет антимикробное действие . Благодаря таким свойствам в ранах не образуется гной и в них не проникают инфекции.

Элемент не является аллергеном, поэтому облегчает аллергические реакции. Не пропускает радиационное излучение и считается прекрасным антисептиком. В медицине его стали использовать для изготовления шовных нитей. Поскольку металл очень пластичный он дает возможность сохранить структуру костей при переломах. Благодаря этому кости быстрей срастаются.

Его также активно используют в стоматологии и ортопедическом протезировании. На ткани организма он не оказывает раздражающего воздействия и нейтрален по отношению к любой среде. Многие виды металлов вызывают аллергическую реакцию в ротовой полости, чего не скажешь о цирконии. Благодаря своим характеристикам и редким свойствам он стал незаменим в изготовлении медицинских инструментов и имплантатов.

Он содержится в некоторых продуктах питания, но в минимальных количествах. Например, в баранине, овсянке, рисе, фисташках, бобовых и других продуктах питания есть цирконий, но его там слишком мало, чтобы вызвать негативные последствия для здоровья.

Считается, что украшения с цирконием положительно влияют на организм . Если после прокалывания ушей сразу надеть серьги с цирконием, то ранки быстрей заживут. Металл хорошо влияет на состояние кожи, поэтому рекомендуется носить браслеты и другие изделия на теле. Он оказывает целебное воздействие при кожных заболеваниях, артрозах, артритах, гипертонической болезни. Несмотря на такие проявления, официальная медицина пока таких подтверждений не дает.

Общие сведения и методы получения

Цирконий Zr - металл светло-серого цвета в компактном состояния и темно-серого в порошкообразном.

Способы получения циркония подразделяются на две группы.

1. Металлотермическое восстановление:

а) восстановление фторцирконата калия KzZrFe натрием (калием) и фторида циркония кальцием;

б) восстановление четыреххлористого циркония магнием и натрием;

в) восстановление диоксида циркония кальцием или гидратом каль-
ция.

2. Электролиз расплавленных сред.

Ковкий цирконий получают восстановлением четыреххлористого циркония магнием и путем электролиза.

Цирконий высокой чистоты может быть получен термической диссоциацией паров иодида циркония.

Цирконий натриетермический - металлический порошок, получаемый восстановлением фторцирконата калия натрием. Общее содержание циркония 92-94 %, примесей, %, не более: 0,3 Fe , 0,15 Са, 0,15 Mg . Влажность порошка »14%. Поставляется в полиэтиленовых мешках или банках массой не более 3 кг, которые помещают в железные коробки.

Физические свойства

Атомные характеристики. Атомный номер 40, атомная масса 91,22 а. е. м., атомный объем 13,97*10 -6 м 3 /моль, атомный радиус 0,159 нм, ионный радиус 0,082 нм. Первый потенциал ионизации 6,84 эВ. Электроотрица-телыюсть 1,4.

Химические свойства

Нормальный электродный потенциал реакции Zr -4 e =<= tZr 4 + ср 0 =-1,5 В. В соединениях проявляет степень окисления +4.

Электрохимический эквивалент 0,2363 мг/Кл.

При температуре выше 600-700 °С цирконий активно взаимодейст. вует с кислородом и азотом, образуя Zr 0 2 и ZrN , характеризующиеся тугоплавкостью и высокой твердостью. При 300-1000 "С цирконий быстро адсорбирует водород, при этом он становится хрупким, более твердым; магнитная восприимчивость при насыщении водородом снижается. При 1200-1300 "С в условиях высокого вакуума водород может быть удален. При реакции с углекислым газом образуются оксиды и карбиды циркония, при реакции с парами воды при температуре около 300 °С - оксиды и гидриды.

Изоморфные металлы, как правило, образуют с обеими модификациями циркония непрерывные или ограниченные ряды твердых растворов. Непрерывные ряды твердых растворов с обеими модификациями образуются в системах Zr - Ti , Zr - Hf , Zr - Se и др., с высокотемпературной 6-модификацией - в системах Zr - Та, Zr - Nb . При взаимодействии циркония со многими переходными металлами - ванадием, хромом, молибденом, вольфрамом, рением, никелем, железом - образуются ограниченные твердые растворы и химические соединения. В соответствующих системах наблюдаются эвтектические и эвтектоидные превращения.

Растворимость бериллия, алюминия, индия в a - Zr при комнатной тем. пературе не превышает десятых долей процента.

Технологические свойства

Температура начала рекристаллизации циркония, очищенного зоиной плавкой, составляет 270°С.

Пайку производят твердыми припоями в атмосфере инертных газов.

Области применения

В металлургии этот элемент используют для раскисления стали, модифицирования чугуна. Его вводят в качестве легирующей добавки в специальные стали (нержавеющие, жаропрочные) в виде ферросилико-циркоиия (40-45 % Zr ; 20-24 % Si , остальное железо). Кроме того, цирконий входит в состав цветных сплавов на основе магния, титана, меди, никеля, свинца н др., куда его добавляют для повышения механических и других специальных свойств.