Zirkonyum, granit gibi silisli kayalarda bulunan bir metaldir; ayrıca göktaşlarında, güneşte ve bazı S-tipi yıldızlarda da tespit edilmiştir. Ayrıca Eudialite, Baddeleyite ve Kosnarite gibi 140 civarında mineral de mevcuttur. Daha sonra kökenini, özelliklerini ve günümüzdeki kullanımını keşfedin.
Zirkonyum Nedir?
Grimsi beyaz bir geçiş metalidir, parlak, korozyona dayanıklı, sert ve görünüş olarak çeliğe benzer. Periyodik tabloda onu Hafniyumun üstünde ve Titanyumun altında göreceksiniz. 4 kararlı izotopu ve 1 uzun yarı ömürlü radyoizotopu vardır. Piroforik yapısı nedeniyle kolaylıkla alev alabilir. Ancak toksik değildir ve çevreye zararlı olduğu düşünülmemektedir.
Zirkonyum sembolü
Metalik Zr tipi, atom numarası 40 ve atom ağırlığı 91.224 olan grup 4’e aittir. En yaygın bileşikleri zirkonyum karbür, zirkonyum oksit, zirkonyum klorür, zirkon ve zirkonyum iyodürdür.
Zirkonyumun özellikleri
Bu geçiş metali ince, kompakt ve inert bir oksit tabakası oluşturur. Asitlerin, alkalilerin ve tuzlu suyun neden olduğu korozyona karşı dayanıklıdır. Çinko içeren alaşımlar 35 K’nin altında manyetik hale gelir. Özellikleri hakkında daha fazla bilgi edinin:
- Kimyasal Reaktivite : Yüksek sıcaklıklarda oldukça reaktiftir.
- Dövülebilirlik : Sünek ve işlenebilir olduğundan dövülmesi ve yuvarlanması kolaydır.
- Elektriksel iletkenlik: Sadece %4’e ulaştığı için nadirdir, ancak iyi bir termal iletkendir.
- Erime ve Kaynama Noktaları : Titanyumunkinden biraz daha yüksektir.
- Değişiklikler : Düşük sıcaklıklarda yapısı kompakt altıgen şeklindedir.
- Durum : Sağlam.
Zirkonyumun kimyasal ve fiziksel özellikleri
- Atom numarası : 40
- Kovalent yarıçap (Å): 148 pm
- Ortalama yarıçap: 155 saat
- Atom yarıçapı: 206 pm
- Elektronegatiflik: 1.33
- Yoğunluk: 6.501 g/ cm3
- Füzyon entalpisi: 16,9 Kj/mol
- Erime noktası: 2128K
- Elektronik konfigürasyon: [Kr36] 4d 2 5s 2
- Kristal yapısı: altıgen
- Elektrik iletkenliği: 2,36 10 6 S/m
- Buharlaşma entalpisi: 58,2 kJ/mol
- Kaynama noktası: 4644K
- Ses hızı: 293,15 K’da 3800 m/s
- Buhar basıncı: 2125 K’de 0,00168 Pa
Zirkonyumun Kökeni
Zirkonyum ismi Farsça altın rengi anlamına gelen zargún kelimesinden gelmektedir. Bu, zirkon veya Sümbül veya jergón olarak da adlandırılan bir taştan çıkarılır. 1789 yılında Alman kimyager Martin Heinrich Klaproth tarafından Antik Çağ’da Zirkon ve Baddeleyit olarak bilinen iki taştan keşfedilmiştir. Keşif, Hint Okyanusu’ndaki Seylan’daki bir kavanozun incelenmesi sırasında gerçekleşti ve yeni elemente Zirkonya adı verildi.
Daha sonra, 1824 yılında, Jons Jakov Berzelius adlı İsveçli bir kimyager, onu indirgenmiş potasyum florür ve zirkonyum ile saf olmayan bir durumda izole etmeye başladı. Böylece potasyum florür, zirkonyum ve potasyumu karıştırıp demir bir tüpte ısıttı. Su ile muamele edildikten, kurutulduktan ve seyreltik hidroklorik asit içerisinde ısıtıldıktan sonra kömüre benzer bir toz elde edildi.
Zirkonyum ne için kullanılır?
Nükleer reaktörlerde yapı malzemesi ve yakıt kaplaması olarak %1,5 kalay içeren özel alaşımlar kullanılmaktadır. Ayrıca porselen, çelik ve refrakter yapımında da kullanılır. Ayrıca diğer uygulamaları da keşfedin:
İlaç
Diğer elementlerle alaşım dişlerin aşınma direncini arttırmaya yarar. Ayrıca zirkonyum kaplamalar da dahil olmak üzere dişleri restore etmek için kullanılırlar. Losyonlar ve kremler, zehirli sarmaşıkla temasın neden olduğu semptomları nötralize eden zirkonyum karbonat bazlıdır.
Yapı
Çekme kuvvetlerine ve aşınmaya karşı dayanıklı özelliğe sahip refrakter malzemeler, porselen, somun ve cıvata üretimi yapmaktayız.
Teknoloji
Nötronları absorbe etmediği için nükleer santral borularının kaplanmasında kullanışlıdır. Buna ek olarak, parçacık hızlandırıcıların ve rezonans gerçekleştirmeye yönelik ekipmanların çalışması için gerekli olan süper iletken mıknatısların geliştirilmesinde diğer unsurlarla birlikte kullanılır. Zirkonyum oksit, yüksek sıcaklıklara dayanma özelliğine sahiptir ve eğilmez veya yıpranmaz. Bu nedenle mikrodalga filtre, seramik ve fırın astarlarının imalatında kullanılmaktadır.
Gündelik Yaşam
Dayanıklılığı nedeniyle yıllar geçtikçe keskinliğini kaybetmeyen çok özel makas ve bıçakların yapımında kullanılır. Hatta antimikrobiyal özelliği sayesinde çabuk bozulan gıdaların daha uzun süre taze kalması amacıyla paketlenmesinde kullanılıyor. Kübik zirkon bile zirkon adı verilen ve elması taklit eden yapay bir taştır. Mükemmel görsel çekiciliğe ve yüksek seviyede kırılmaya sahiptir.
Son olarak Zirkonyum, çeşitli minerallerin bir parçası olduğundan doğada doğal olarak bulunmasa da. Ayrıca içerdiği tüm alaşımlar hem tıpta, hem sanayide hem de günlük yaşamda faydalıdır.