지르코늄이란 무엇이며 어디에 사용됩니까?

가장 오래된 금속은 다양한 삶의 영역에서 요구되는 독특한 특성을 가지고 있습니다. 새로운 생산 기술의 발전으로 지르코늄의 인기는 점점 높아지고 있습니다. 화학 원소의 특성과 구성뿐만 아니라 역사적 데이터가 이 수수께끼를 푸는 데 도움이 될 것입니다.

D. I. Mendeleev의 유명한 표에서 지르코늄의 원자 번호는 40에 해당하며 지정은 Zr입니다. 지르코늄은 4군에 속하며 5군에 속합니다. 원자의 질량은 91.22g/mol입니다. 원자의 반지름은 160피코미터에 해당합니다. 중심에는 핵과 중성자, 양성자가 있습니다. 40개의 전자를 포함하는 원자 주위에는 5개의 궤도가 있습니다. 천연 물질은 산화물, 염 또는 규산염의 형태로 존재합니다. 외부에서 금속은 강철처럼 보입니다. 금속 원소의 조성에는 추가 불순물이 포함될 수 있으며 이로 인해 다른 색상과 음영이 얻어집니다.

지르코늄은 지르콘 및 큐빅 지르코니아와 구별되어야 합니다. 사실 지르코늄은 강철과 유사한 금속입니다. 지르콘은 금을 닮은 자연석입니다. 그것은 지르코늄 원자를 포함합니다.

과학자들에 따르면 지르코늄은 35억 년 전에 형성된 가장 오래된 화학 성분입니다. 그 흔적은 지각의 가장 깊은 층에서 발견되었습니다. 광물 지르콘을 연구하는 과정에서 독일 과학자 Klaproth는 불용성 농축물인 이산화지르코늄을 분리할 수 있었습니다. 이 사건은 1789년에 일어났다.

스웨덴 과학자 Berzelius는 1824년에 지르코늄을 자유 원소로 분리할 수 있었습니다. 순수한 화학 원소는 1925년에야 얻어졌습니다. 이것은 네덜란드 화학자 Anton Edurard van Arkel에 의해 수행되었습니다. 화학 원소 자체의 이름의 유래는 여전히 ​​알려져 있지 않습니다. 아랍어에서 뿌리를 찾아야 한다는 의견이 있습니다. 페르시아어에서 이름을 따왔다는 설도 있다.

은색 금속은 연성이 좋습니다. 지르코늄은 부식, 알칼리성 용액에 강하고 산성 환경에서 분해되지 않습니다. 압연, 단조 또는 압연으로 가공하기 쉽습니다. 외부에는 가스, 증기 및 물의 영향으로부터 안정적으로 보호하는 보이지 않는 코팅이 있습니다. 이 요소는 고온, 암모니아, 산, 알칼리에 강합니다.

분말 상태에서는 상온에서도 화학 원소가 폭발하여 쉽게 발화합니다. 원소는 불순물로서 유용하다는 점에 유의해야 한다. 다양한 합금의 조성에 첨가됩니다. 이것은 결과 재료의 강도 특성, 내마모성을 증가시킵니다.그러나 화학 원소에 불순물을 추가하면 특성이 크게 악화되므로 허용되지 않습니다.

• 20C의 온도에서 지르코늄의 밀도는 6.5g/cm3입니다.
• 강도는 175MPa입니다.
• 탄성 지수는 96 MPa입니다.
• 녹는점은 1855C입니다.
• 끓는점은 약 4350C입니다.
• 열전도율은 300K입니다.
• 지르코늄은 가열되면 자화됩니다.
• 순수한 형태의 요소는 플라스틱입니다. 그러나 질소, 산소, 수소, 탄소 형태의 불순물을 첨가하면 재료가 부서지기 쉽습니다.
• 브리넬 경도는 640-670 MN/m2입니다. 이 표시기는 산소의 존재에 크게 영향을 받습니다. 많을수록 경도가 높아집니다. 경도가 높으면 지르코늄을 압력으로 가공할 수 없습니다. 산소와의 상호 작용은 온도 표시기의 증가로 인해 유발됩니다.
• 지르코늄은 최대 300C의 온도에서 물에서 안정합니다.
• Vickers 경도 범위는 600~1700MPa입니다.

• 지르코늄은 +4로 가장 높은 산화 상태를 가지고 있습니다. 염소, 브롬 형태의 불순물이 있는 금속에서 더 낮은 산화 지수를 찾을 수 있습니다. 산화는 200-400C의 온도에서 발생합니다.
• 요소가 250C 이상으로 가열되면 수소가 흡수되어 금속 특성을 가진 하이브리드가 형성됩니다.
• 할로겐과의 상호작용은 지르코늄 할로겐화물의 형성을 촉진합니다.
• 산화물은 500C 이상의 온도에서 형성됩니다.
• 전기 음성도는 0입니다.
• 공유 반경은 145pm입니다.

지르코늄은 광석 정광에서 채굴됩니다. 종종 산화물, 규산염의 형태로 발견될 수 있습니다. 순수한 화학 원소로서 지각에서는 발생하지 않습니다. 자연에서 당신은 지르콘, 배드레이라이트를 찾을 수 있습니다. 화학 원소의 퇴적물은 전 세계에 흩어져 있습니다. 큰 예금은 드뭅니다. 많은 광석 매장량이 호주, 브라질, 인도, 남아프리카에 있습니다. 에 러시아에서는 Murmansk, Tomsk, Tambov, Nizhny Novgorod 지역이 광석 매장량이 풍부한 것으로 간주됩니다. 지르코늄 매장량의 존재 측면에서 첫 번째 장소는 콜라 반도가 차지합니다.

종종 광석에는 지르코늄과 함께 유사한 특성을 가진 하프늄이 존재합니다. 각 요소는 개별적으로 가치 있는 특성을 가지고 있지만, 천연 소재를 사용하기에 부적합하게 만들기 때문에 이들의 조합은 허용되지 않습니다. 한 화학 원소를 다른 화학 원소에서 분리하기 위해 다단계 정제 시스템이 사용됩니다. 이것은 지르코늄 생산 ​​가격을 크게 증가시킵니다. 산업계에서는 광석을 선광하여 얻은 이산화지르코늄 정광이 사용됩니다.

금속을 추출하는 방법은 다양합니다.

• 염화물. Kroll 방법은 이산화지르코늄의 염소화를 기반으로 합니다. 추가 정제, 마그네슘 복원이 수행됩니다. 이 방법을 자주 사용하는 것은 비용이 비교적 저렴하기 때문입니다. 염소화에는 2가지 방법이 있습니다. 직접 공정은 900C~1000C의 온도에서 수행됩니다. 두 번째 방법은 400C~900C의 온도에서 초기 혼합물을 염소화하는 것입니다.
• 불화. 이 방법은 600~700℃의 온도에서 지르코늄과 칼륨의 농축된 혼합물을 소결하는 것을 포함합니다. 생성된 농축물은 알칼리화되고 정제됩니다. 다음으로, 용융물의 전기분해가 수행되고 금속 성분이 분리됩니다.
• 알칼리성. 이 방법은 이산화지르코늄을 분리하도록 설계되었습니다. 금속 원소를 얻기 위해 불화물 또는 염화물 방법이 수행됩니다. 알칼리화 과정을 통해 지르코늄은 가용성 성분으로 전환됩니다. 이것은 예를 들어 1000-1300℃의 온도에서 탄산칼슘과 염화칼슘의 혼합물을 사용하여 소결함으로써 수행됩니다. 그런 다음 알칼리화, 정제, 가수분해 및 하소가 수행됩니다. 따라서 지르코늄은 실험실에서 얻습니다. 막대는 생산에 가는 최종 제품에서 형성됩니다.

응용 분야에 따라 화학 원소는 은빛 색조의 경질 합금 또는 파란색 분말로 표시될 수 있습니다. 화학 원소에서 합성된 보석은 다른 색조를 가질 수 있습니다. 색상 설명, 강도는 불순물의 양과 유형(예: 세륨, 티타늄, 에르븀, 크롬)에 따라 다릅니다. 또한 지르콘의 일부인 규산지르코늄은 다음과 같은 품종으로 대표됩니다.

• 히아신스. 갈색, 빨간색 또는 분홍색 색조가 있습니다.
• 마타라 다이아몬드. 투명한 돌은 무색이며 Matara 섬에서 채굴됩니다.
• 특수 용어. 그것은 빨대, 황금빛 색조의 존재로 구별됩니다.
• 별빛. 푸른빛이 도는 투명한 돌.
• 말라콘. 짙은 갈색을 띠고 있습니다.

화학 원소의 종류, 상태에 따라 다양한 생활 영역에서 사용됩니다.

• 금속은 일상 생활에서 보석, 산업 목적으로 사용됩니다.
• 산업계에서는 지르콘, 규산지르코늄, 이산화지르코늄, 배드레이라이트가 더 자주 사용됩니다.
• 야금 산업에서 화학 원소는 강철을 합금하는 데 사용됩니다. 품질을 향상시키기 위해 합금에 첨가됩니다. 지르코늄 덕분에 강도가 증가하고 절단 공정이 용이합니다.
• 불꽃 제조에서 지르코늄은 분말 형태로 사용됩니다. 혼합물이 타면 연기가 나지 않으므로 불꽃 놀이, 경례를 만드는 데 사용됩니다.
• 화학 산업에서 지르코늄은 내마모성 세라믹 제조에 사용됩니다.
• 금속은 원격 폭탄, 총알, 조명이있는 로켓 제조와 같은 군사 장비 제조에 널리 사용되었습니다. 금속 합금은 원자로 설계의 필수적인 부분입니다.
• 에나멜, 도자기, 유약의 생산도 지르코늄의 참여 없이는 완전하지 않습니다. 이 경우 산화 지르코늄이 사용됩니다. 어두워지지 않고 외관이 뚜렷하며 제품 품질이 향상됩니다.
• 금속은 가죽을 태닝하는 데 사용됩니다. 이 경우 황산염 화합물이 사용됩니다.
• 엔지니어링 산업에서 금속은 펌프 및 밸브 제조에 사용됩니다.
• 납 앞치마와 달리 얇은 금속 시트라도 X선 투과를 훨씬 더 효과적으로 차단합니다.
• 금속의 치유력으로 인해 다양한 의학 분야에서 사용됩니다.
• 지르코늄 성분은 알레르기 반응, 거부 반응을 일으키지 않으며 내마모성, 강도, 가소성이 있습니다. 그들은 다양한 골절 치료의 외상학에서 사용됩니다.
• 치과에서 이산화지르코늄이 널리 사용되는 이유는 연조직이나 뼈 구조에 노출되었을 때 자극 요인이 없기 때문입니다. 기구, 치과 임플란트, 크라운, 스테이플, 플레이트, 클램프, 봉합 재료는 금속으로 만들어집니다.
• 이산화지르코늄과 큐빅 지르코니아로 만든 장신구는 아름다운 외관뿐만 아니라 전신에 유익한 효과로 유명합니다.
• 팔찌나 벨트를 지속적으로 착용하면 습진, 피부염, 건선과 같은 피부 질환에 치료 효과가 있습니다. 금속은 혈압을 정상화하고 활력을주고 불면증을 완화시킵니다. 지르코늄은 근골격계 질환의 상태를 개선하는 데 도움이 됩니다.
• 또한 금속은 살균 효과가 있습니다. 상처를 빨리 치유하는 능력이 있는 것으로 알려져 있습니다. 귓볼을 뚫은 직후 지르코늄 귀걸이를 착용하면 치유가 더 빨라집니다.
• 화학 원소는 통증을 완화하고 심혈관 계통에 유익한 효과가 있으며 호흡을 개선하고 장 감염, 바이러스와 싸우며 항암 효과가 있다는 의견이 있습니다.
• 화학 원소는 내분비 계통의 질병 치료에서 석판 요법에 적극적으로 사용됩니다.

색 구성표에 따라 신체에 다른 영향이 있다는 의견이 있습니다.

• 감기에는 블랙 메탈을 사용하는 것이 좋습니다.
• 식욕이 떨어지면 붉은 색조가있는 요소가 도움이됩니다.
• 갈색은 몸을 정화하는 데 사용됩니다.
• 투명한 광물이나 푸른 돌은 신진 대사의 회복에 기여합니다.

그릇은 예를 들어 머그, 숟가락, 유리잔 및 기타 기구와 같은 지르코늄으로 만들어집니다. 또한 금속은 고온이나 급격한 변화와 같은 극한 조건에서 작동하도록 설계된 광학에 사용됩니다. Fianites는 굴절각이 커서 렌즈 제조에 사용됩니다. 이와 별도로 장신구에 금속을 사용하는 경우도 언급해야 합니다. 고대에는 지르콘을 "불완전한 다이아몬드"라고 불렀습니다. 절단 후 자연석에 비해 광채가 더 흐려졌기 때문입니다.

다음 사항에 유의해야 합니다. 작은 돌은 방사선 방출 측면에서 더 안전하기 때문에 보석에 사용됩니다. 그들은 약간 착색되고 약간의 투명도가 있습니다. 큰 돌은 과도한 방사능이 특징입니다. 불투명하고 밝은 색상입니다. 이러한 돌은 집에 보관하거나 절단하거나 운송할 수 없습니다. 지르코늄은 반지, 귀걸이, 왕관, 펜던트, 펜던트 제조에 사용됩니다. 종종 그들은 제품에 금속 인서트를 만들고 스프레이합니다.

적절한 관리와 보관은 보석을 원래 형태로 유지합니다. 비눗물에 적신 천으로 청소하는 것이 좋습니다. 그런 다음 제품을 물로 씻고 건조시키고 플란넬로 닦습니다. 돌은 다른 장신구와 별도로 보관하는 것이 가장 좋습니다. 이렇게 하면 기계적 손상을 피할 수 있습니다.

제품의 진품 여부를 오인하지 않기 위해서는 다음 사항에 유의하셔야 합니다.

• 광선의 굴절 구조. 다면적이어야 합니다.
• 금속성 광택의 존재. 균일한 것이 특징입니다.
• 황색 내포물의 존재.

중세 시대에 스페인 보석상들은 방사능이 높은 지르콘으로 독특한 보석을 만들었습니다. 외관상 그들은 보석을 매우 연상시킵니다. 그러한 장신구를 착용하는 것은 매우 위험했습니다. 고대에도 크고 짙은 색의 돌을 장기간 착용하면 소유자의 임박한 죽음으로 이어진다는 점에 주목했습니다. 히아신스는 꽃의 이름을 따서 명명되었습니다. 신화에 따르면 아폴로는 아폴로가 매우 사랑했던 히아신스라는 젊은이의 피로 꽃을 키웠습니다.

광채, 다양한 색상의 존재로 인해 이 돌은 다이아몬드, 사파이어, 전기석 또는 토파즈와 쉽게 혼동될 수 있습니다. 이것은 종종 사기꾼에 의해 사용되어 보석을 보석으로 전달했습니다. 아시아의 주민들은 돌을 우상화하고 마법의 속성을 부여했습니다. 그들에게 그는 부적이었습니다. 부적과 펜던트가 그것으로 만들어졌습니다.

인도에서는 돌에 태양, 달을 제어하는 ​​​​능력이 부여되었습니다. 부적은 비즈니스에서 과학자, 사업가, 방랑자 및 연인을 돕습니다. 점성가들은 또한 돌의 독특한 특성에 주목했습니다. 그들의 의견으로는, 지르코늄은 양자리, 염소자리, 물병자리에 적합합니다. 황소자리, 천칭자리, 궁수자리, 게자리가 완전히 피하지 않는다면 착용을 제한해야 합니다.

그래서, 금속성 빛을 내는 노란색 또는 파란색 광물은 물병자리에 이상적입니다. 제품을 착용하면 직관력, 분석 능력, 절묘한 맛의 출현에 기여합니다. 그러나 염소 자리는 파란색 색조의 돌에 적합하며 왼쪽에 착용하는 것이 좋습니다. 이것은 마법의 연결을 강화합니다.짚이나 붉은 돌이 양자리에 더 적합합니다. 제품을 착용하면 마법 능력, 주의력, 주의력 개발에 기여합니다.