ジルコニウムは花崗岩などの珪質岩に含まれる金属で、隕石、太陽、一部の S 型星からも検出されています。さらに、ユーディアライト、バデライト、コスナライトなど、約 140 種類の鉱物が入手可能です。次に、その起源、特徴、現在の用途を発見します。
ジルコニウムとは何ですか?
これは灰白色の遷移金属で、光沢があり、耐食性があり、硬く、外観は鋼に似ています。周期表では、ハフニウムの上、チタンの下に見られます。 4 つの安定同位体と 1 つの半減期の長い放射性同位体を持っています。自然発火性があるため、簡単に発火する可能性があります。ただし、毒性はなく、環境に有害とは考えられていません。
ジルコニウムのシンボル
金属Zrタイプはグループ 4 に属し、原子番号 40、原子量 91.224 です。最も一般的な化合物は、炭化ジルコニウム、酸化ジルコニウム、塩化ジルコニウム、ジルコン、ヨウ化ジルコニウムです。
ジルコニウムの特徴
この遷移金属は、薄く緻密な不活性酸化物層を形成します。酸、アルカリ、塩水などによる腐食に耐性があります。亜鉛を含む合金は 35 K 未満で磁性を帯びます。その特性について詳しくは、以下をご覧ください。
- 化学反応性: 高温では非常に反応性が高い。
- 展性: 延性があり、加工しやすいため、鍛造や圧延が容易です。
- 電気伝導率： 4％に達するだけなので希少ですが、優れた熱伝導体です。
- 融点、沸点：チタンより若干高い。
- 変化点：低温では緻密な六角形の構造となる。
- 状態: しっかりしています。
ジルコニウムの化学的および物理的性質
- 原子番号：40
- 共有結合半径 (Å): 148 pm
- 平均半径: 155h
- 原子半径: 206pm
- 電気陰性度: 1.33
- 密度: 6.501 g/ cm3
- 融解エンタルピー: 16.9 Kj/mol
- 融点: 2128K
- 電子構成: [Kr36] 4d 2 5s 2
- 結晶構造:六方晶系
- 電気伝導率: 2.36 10 6 S/m
- 蒸発エンタルピー: 58.2 kJ/mol
- 沸点： 4644K
- 音速: 293.15 Kで3800 m/s
- 蒸気圧: 0.00168 Pa (2125 K)
ジルコニウムの起源
ジルコニウムという名前は、黄金色を意味するペルシャ語のzargúnに由来しています。これはジルコンと呼ばれる石、またはヒヤシンスまたはジェルゴンとも呼ばれる石から抽出されます。 1789年にドイツの化学者マルティン・ハインリヒ・クラプロスによって、古代ではジルコンとバデライトと呼ばれる2つの石から発見されました。この発見はインド洋のセイロン産の壺の検査中に行われ、その新元素はジルコニアと名付けられました。
その後、1824 年に、ヨンス ヤコフ ベルゼリウスという名前のスウェーデンの化学者が、還元されたフッ化カリウムとジルコニウムを含む不純な状態での分離に着手しました。そこで彼はフッ化カリウム、ジルコニウム、カリウムを混合し、鉄管の中で加熱しました。これを水で処理し、乾燥し、希塩酸中で加熱した後、石炭と同様の粉末が得られた。
ジルコニウムは何に使われていますか?
1.5% のスズを含む特殊合金は、原子炉の構造材料および燃料被覆材として使用されます。磁器、鋼、屈折器の製造にも使用されます。他のアプリケーションもご覧ください。
薬
他の元素との合金は、歯の耐摩耗性を高めるのに役立ちます。さらに、ジルコニウムベニアなどの歯の修復にも使用されます。ローションとクリームは炭酸ジルコニウムをベースにしており、ツタウルシとの接触によって引き起こされる症状を中和します。
工事
当社は、引張力や摩耗に耐える特性を備えた耐火物、磁器、ナットやボルトを製造しています。
テクノロジー
中性子を吸収しないため、原子力発電所の配管のライニングに役立ちます。さらに、粒子加速器や共鳴を実行する装置の動作に不可欠な超電導磁石の開発において、他の要素とともに使用されます。酸化ジルコニウムは高温に耐える能力があり、反ったり磨耗したりしません。このため、マイクロ波フィルター、セラミック、オーブンのライニングの製造に使用されています。
日常生活
その耐久性を考慮して、長年にわたって切れ味を失わない非常に特別なハサミやナイフを作るために使用されます。実際、その抗菌特性のおかげで、生鮮食品をより長く新鮮に保つために、生鮮食品の包装に使用されています。キュービックジルコニアもジルコンと呼ばれる人工宝石であり、ダイヤモンドを模倣したものです。優れた視覚的魅力と高レベルの屈折を備えています。
最後に、ジルコニウムはさまざまな鉱物の一部であるため、自然界には天然には存在しません。さらに、その合金はすべて、医療、産業、日常生活の両方において有益です。