ما هو الزركونيوم واين يستخدم؟

أقدم معدن له خصائص فريدة مطلوبة في مختلف مجالات الحياة. مع تطور تقنيات الإنتاج الجديدة ، تزداد شعبية الزركونيوم فقط. ستساعد البيانات التاريخية ، بالإضافة إلى خصائص العنصر الكيميائي وتكوينه ، في حل هذا اللغز.

في الجدول الشهير لـ D.I. Mendeleev ، يتوافق العدد الذري للزركونيوم مع 40 ، وتعيينه هو Zr. ينتمي الزركونيوم إلى المجموعة الرابعة ، ويقف في الفترة الخامسة. كتلة الذرة 91.22 جم / مول. نصف قطر الذرة يقابل 160 بيكومتر. في المركز توجد النواة وكذلك النيوترونات والبروتونات. هناك 5 مدارات حول الذرة تحتوي على 40 إلكترونًا. المواد الطبيعية موجودة في شكل أكاسيد أو أملاح أو سيليكات. ظاهريًا ، يبدو المعدن مثل الفولاذ. قد يشتمل تكوين العنصر المعدني على شوائب إضافية ، نتيجة الحصول على ألوان وظلال مختلفة.

يجب تمييز الزركونيوم عن الزركون والزركونيوم المكعب. الحقيقة هي أن الزركونيوم معدن يشبه الفولاذ. الزركون حجر طبيعي يشبه الذهب. يحتوي على ذرات الزركونيوم.

وفقا للعلماء ، الزركونيوم هو أقدم مكون كيميائي ، تشكل منذ 3.5 مليار سنة. تم العثور على آثاره في أعمق طبقات قشرة الأرض. أثناء دراسة معدن الزركون ، تمكن عالم من ألمانيا كلابروث من عزل ثاني أكسيد الزركونيوم المركّز غير القابل للذوبان. وقع هذا الحدث في عام 1789.

تمكن العالم السويدي برزيليوس من عزل الزركونيوم كعنصر حر في عام 1824. تم الحصول على عنصر كيميائي نقي فقط في عام 1925. تمكن الكيميائي الهولندي أنطون إدورارد فان أركيل من القيام بذلك. لا يزال أصل اسم العنصر الكيميائي نفسه غير معروف. هناك رأي مفاده أن الجذور يجب أن تكون في اللغة العربية. هناك وجهة نظر مفادها أن الاسم جاء من اللغة الفارسية.

المعدن ذو اللون الفضي لديه ليونة جيدة. الزركونيوم مقاوم للتآكل والمحاليل القلوية ولا يتحلل في البيئة الحمضية. يمكن معالجتها بسهولة عن طريق الدرفلة أو الكير أو الدرفلة. في الخارج ، تحتوي المادة على طلاء غير مرئي يحمي بشكل موثوق من تأثيرات الغازات والبخار والماء. العنصر مقاوم لتأثير مؤشرات درجات الحرارة العالية والأمونيا والأحماض والقلويات.

في حالة المسحوق ، حتى في درجة حرارة الغرفة العادية ، يكون العنصر الكيميائي متفجرًا ، وهو شديد الاشتعال. واعلم أن العنصر نافع كنجاسة. يضاف إلى تكوين السبائك المختلفة. هذا يزيد من خصائص القوة ومقاومة التآكل للمواد الناتجة. ومع ذلك ، فإن إضافة أي شوائب إلى عنصر كيميائي أمر غير مقبول ، لأنه يضعف خصائصه بشكل كبير.

• عند درجة حرارة 20 درجة مئوية ، تبلغ كثافة الزركونيوم 6.5 جم / سم 3.
• القوة 175 ميجا باسكال.
• مؤشر المرونة 96 ميجا باسكال.
• نقطة الانصهار 1855 درجة مئوية.
• تبلغ درجة الغليان حوالي 4350 درجة مئوية.
• الموصلية الحرارية 300 ك.
• يمغنط الزركونيوم عند تسخينه.
• العنصر في شكله النقي من البلاستيك. ومع ذلك ، فإن إضافة الشوائب على شكل نيتروجين وأكسجين وهيدروجين وكربون يجعل المادة هشة.
• صلابة برينل 640-670 MN / m2. يتأثر هذا المؤشر بشكل كبير بوجود الأكسجين. كلما زادت صلابة. مع صلابة عالية ، لا يمكن معالجة الزركونيوم بالضغط. يتم إثارة التفاعل مع الأكسجين من خلال زيادة مؤشرات درجة الحرارة.
• الزركونيوم مستقر في الماء عند درجات حرارة تصل إلى 300 درجة مئوية.
• تتراوح صلابة فيكرز من 600 إلى 1700 ميجا باسكال.

• يحتوي الزركونيوم على أعلى حالة أكسدة ، وهي +4. يمكن العثور على معدل أكسدة أقل في المعدن في وجود شوائب على شكل كلور وبروم. تحدث الأكسدة عند درجات حرارة تتراوح بين 200-400 درجة مئوية.
• عندما يتم تسخين العنصر إلى 250 درجة مئوية وما فوق ، يتم امتصاص الهيدروجين ، ونتيجة لذلك تتشكل الهجينة ذات الخصائص المعدنية.
• يعزز التفاعل مع الهالوجينات تكوين هاليدات الزركونيوم.
• تتشكل الأكاسيد عند درجات حرارة تصل إلى 500 درجة مئوية وما فوق.
• الكهربية هي صفر.
• نصف القطر التساهمي هو 145 م.

يُستخرج الزركونيوم من مركزات الخام. يمكن العثور عليها غالبًا في شكل أكاسيد وسيليكات. في عنصر كيميائي نقي ، لا يوجد في قشرة الأرض. في الطبيعة ، يمكنك أن تجد الزركون ، البادليتي. رواسب عنصر كيميائي منتشرة في جميع أنحاء العالم. الرواسب الكبيرة نادرة. يوجد عدد كبير من رواسب الخام في أستراليا والبرازيل والهند وجنوب إفريقيا. الخامس تعتبر روسيا غنية باحتياطيات الخام في مناطق مورمانسك ، تومسك ، تامبوف ، نيجني نوفغورود. تحتل شبه جزيرة كولا المرتبة الأولى من حيث توافر احتياطيات الزركونيوم.

في كثير من الأحيان ، في خام ، جنبا إلى جنب مع الزركونيوم ، الهافنيوم موجود ، والذي له خصائص مماثلة. كل عنصر على حدة له خصائص قيّمة ، لكن تركيبتها غير مقبولة ، لأنها تجعل المادة الطبيعية غير مناسبة للاستخدام. من أجل فصل عنصر كيميائي عن الآخر ، يتم استخدام نظام تنقية متعدد المراحل. هذا يزيد بشكل كبير من تكلفة إنتاج الزركونيوم. في الصناعة ، يتم استخدام مركزات ثاني أكسيد الزركونيوم ، والتي يتم الحصول عليها عن طريق تخصيب الخام.

هناك طرق مختلفة لاستعادة المعادن.

• كلوريد. تعتمد طريقة كرول على كلورة ثاني أكسيد الزركونيوم. علاوة على ذلك ، يتم تنقيته واستعادته بالمغنيسيوم. الاستخدام المتكرر لهذه الطريقة يرجع إلى تكلفتها غير المكلفة نسبيًا. هناك طريقتان للمعالجة بالكلور. يتم تنفيذ العملية المباشرة في درجات حرارة من 900 درجة مئوية إلى 1000 درجة مئوية. الطريقة الثانية تتكون من كلورة الخليط الأولي عند درجات حرارة من 400 درجة مئوية إلى 900 درجة مئوية.
• فلوريد. تتضمن الطريقة تلبيد خليط مركّز من الزركونيوم مع البوتاسيوم عند درجة حرارة من 600 إلى 700 درجة مئوية. ثم يتم إجراء التحليل الكهربائي للصهر وعزل المكون المعدني.
• قلوية. الطريقة مصممة لعزل ثاني أكسيد الزركونيوم. للحصول على عنصر معدني ، يتم إجراء طريقة الفلورايد أو الكلوريد. من خلال عملية القلونة ، يتم تحويل الزركونيوم إلى مكون قابل للذوبان. يتم ذلك عن طريق التلبيد ، على سبيل المثال ، بمزيج من كربونات الكالسيوم وكلوريد الكالسيوم عند درجات حرارة من 1000 إلى 1300 درجة مئوية ، ثم يتم إجراء القلوية والتنقية والتحلل بالماء والتكلس. وهكذا ، يتم الحصول على الزركونيوم في ظروف معملية. من المنتج النهائي ، يتم تشكيل القضبان ، والتي يتم إرسالها إلى الإنتاج.

اعتمادًا على مجال التطبيق ، يمكن تقديم العنصر الكيميائي على شكل سبيكة صلبة ذات صبغة فضية أو في شكل مسحوق أزرق. الأحجار الكريمة المركبة من عنصر كيميائي يمكن أن تكون ذات ظلال مختلفة. وصف اللون ، تعتمد شدته على كمية ونوع الشوائب ، على سبيل المثال السيريوم والتيتانيوم والإربيوم والكروم. أيضا ، سيليكات الزركونيوم ، وهي جزء من الزركون ، ممثلة في الأصناف التالية.

• صفير. له لون بني أو أحمر أو وردي.
• ماتارسكي الماس. الحجر الشفاف ليس له لون ، فهو مستخرج من جزيرة ماتارا.
• المصطلحات. يختلف في وجود قش ، صبغة ذهبية.
• مرصع بالنجوم. حجر شفاف مع مسحة زرقاء.
• ملاكون. لها لون بني غامق.

اعتمادًا على نوع العنصر الكيميائي وحالته ، ينتشر استخدامه على نطاق واسع في مجالات الحياة المختلفة.

• يستخدم المعدن للأغراض الصناعية ، في المجوهرات ، في الحياة اليومية.
• في الصناعة ، غالبًا ما تستخدم الزركون وسيليكات الزركونيوم وثاني أكسيد الزركونيوم والبادلييت.
• في صناعة المعادن ، يتم استخدام العنصر الكيميائي لسبائك الفولاذ. يضاف إلى السبائك لتحسين الجودة. بفضل الزركونيوم ، تزداد القوة وتسهل عملية القطع.
• في صناعة الألعاب النارية ، يستخدم الزركونيوم على شكل مسحوق. عندما يحترق الخليط ، لا يوجد دخان ، لذلك يتم استخدامه لإنشاء الألعاب النارية والألعاب النارية.
• في الصناعة الكيميائية ، يستخدم الزركونيوم في صناعة السيراميك المقاوم للتآكل.
• يستخدم المعدن على نطاق واسع في إنتاج المعدات العسكرية ، على سبيل المثال ، لتصنيع القنابل عن بعد والرصاص والصواريخ ذات الإضاءة. تعتبر السبائك المعدنية جزءًا لا يتجزأ من تصميمات المفاعلات النووية.
• كما أن إنتاج المينا والسيراميك والتزجيج لا يكتمل بدون مشاركة الزركونيوم. في هذه الحالة ، يتم استخدام أكسيد الزركونيوم. لا يغمق ، وله مظهر أنيق ، ويحسن جودة المنتج.
• يستخدم المعدن في دباغة الجلود. في هذه الحالة ، يتم استخدام المركبات مع الكبريتات.
• في الصناعة الهندسية ، يتم استخدام المعدن في تصنيع المضخات وصمامات الإغلاق.
• على عكس مآزر الرصاص ، حتى الصفائح المعدنية الرقيقة أكثر فاعلية في الحماية من اختراق الأشعة السينية.
• بسبب الخصائص العلاجية للمعادن ، يتم استخدامه في مجالات الطب المختلفة.
• مكونات الزركونيوم لا تسبب الحساسية ، الرفض ، مقاومة التآكل ، القوة ، اللدونة. يتم استخدامها في طب الرضوح لعلاج الكسور المختلفة.
• يرجع الاستخدام الواسع لثاني أكسيد الزركونيوم في طب الأسنان إلى عدم وجود عامل مزعج عند تعرضه للأنسجة الرخوة أو بنية العظام. الأدوات وزراعة الأسنان والتيجان والدبابيس واللوحات والمشابك والخيوط مصنوعة من المعدن.
• تشتهر المجوهرات المصنوعة من ثاني أكسيد الزركونيوم والزركونيوم المكعب ليس فقط بمظهرها الرائع ، ولكن أيضًا لتأثيرها المفيد على الجسم بالكامل.
• للارتداء المستمر للأساور أو الأحزمة تأثير شافي على الأمراض الجلدية ، مثل الأكزيما والتهاب الجلد والصدفية. يعمل المعدن على تطبيع ضغط الدم وتنشيطه ويخفف الأرق. يساعد الزركونيوم على تحسين حالة أمراض الجهاز العضلي الهيكلي.
• أيضا ، المعدن له تأثير مبيد للجراثيم. ومن المعروف عن قدرته على التئام الجروح بسرعة. إذا وضعت أقراط الزركونيوم مباشرة بعد ثقب شحمة أذنك ، فسيكون الشفاء أسرع.
• هناك رأي مفاده أن العنصر الكيميائي يخفف الألم ، وله تأثير مفيد على نظام القلب والأوعية الدموية ، ويحسن التنفس ، ويحارب الالتهابات المعوية ، والفيروسات ، وله تأثير مضاد للسرطان.
• يستخدم العنصر الكيميائي بنشاط في المعالجة الحجرية في علاج أمراض الغدد الصماء.

هناك رأي مفاده أنه ، اعتمادًا على مقياس اللون ، هناك تأثير مختلف على الجسم.

• بالنسبة لنزلات البرد ، يوصى باستخدام المعدن الأسود.
• إذا كانت لديك شهية ضعيفة ، فسيساعدك عنصر ذو صبغة حمراء.
• يستخدم اللون البني لتطهير الجسم.
• تساعد المعادن الشفافة أو الأحجار الزرقاء في استعادة التمثيل الغذائي.

أدوات المائدة مصنوعة من الزركونيوم ، على سبيل المثال ، أكواب وملاعق وأكواب وأواني أخرى. أيضًا ، يتم استخدام المعدن في البصريات ، والتي تم تصميمها للعمل في ظل ظروف قاسية ، على سبيل المثال ، في درجات حرارة عالية أو تغيرات حادة فيها. الزركونيا المكعبة لها زاوية انكسار كبيرة ، وتستخدم في صناعة العدسات. بشكل منفصل ، يجب ذكر استخدام المعدن في المجوهرات. في العصور القديمة ، كان يُطلق على الزركون "الماس الناقص" لأنه بعد قطعه ، كان لمعانه أكثر تلاشيًا من الأحجار الطبيعية.

وتجدر الإشارة إلى أن تستخدم الأحجار الصغيرة في صناعة المجوهرات ، لأنها أكثر أمانًا من حيث الإشعاع الإشعاعي. لونها ضعيف وقليل من الشفافية. تتميز الحجارة الكبيرة بالنشاط الإشعاعي المفرط. فهي مبهمة وذات ألوان زاهية. لا يمكن تخزين هذه الأحجار في المنزل أو قصها أو نقلها. يستخدم الزركونيوم في صناعة الخواتم والأقراط والتيجان والقلائد والمعلقات. غالبًا ما تصنع إدخالات معدنية في المنتجات ، والرش.

ستحافظ العناية والتخزين المناسبان على المجوهرات سليمة. ينصح بالتنظيف بقطعة قماش مبللة بالماء والصابون. ثم يتم غسل المنتج تحت الماء ، ويمسح جافًا ، ويصقل بالفانيلا. من الأفضل فصل الأحجار عن المجوهرات الأخرى. هذا سوف يتجنب الضرر الميكانيكي.

لكي لا تخطئ في أصالة المنتج ، يجب الانتباه إلى النقاط التالية.

• هيكل انكسار أشعة الضوء. يجب أن تكون متعددة الأوجه.
• وجود بريق معدني. يتميز بتوحيده.
• وجود بقع صفراء.

في العصور الوسطى ، صنع صائغو المجوهرات الإسبان مجوهرات فريدة من الزركون ، والتي كانت شديدة النشاط الإشعاعي. في المظهر ، كانوا يشبهون إلى حد كبير الأحجار الكريمة. كان ارتداء هذه المجوهرات في غاية الخطورة. حتى في العصور القديمة ، لوحظ أن ارتداء الأحجار الكبيرة ذات اللون الداكن لفترة طويلة أدى إلى وفاة وشيك لمالكها. سميت الزهرة على اسم الزهرة. وفقًا للأساطير ، نمت أبولو زهرة من دم شاب يدعى صفير ، أحبه أبولو كثيرًا.

نظرًا للتألق ووجود ألوان مختلفة ، يمكن الخلط بسهولة بين الحجر والماس أو الياقوت أو التورمالين أو التوباز. غالبًا ما كان المحتالون يستخدمون هذا ، ويمررون المجوهرات على أنها مجوهرات. لقد أعبد سكان آسيا الحجر وأعطوه خصائص سحرية. بالنسبة لهم ، كان تعويذة. صنعت التمائم والمعلقات منه.

في الهند ، تم منح الحجر القدرة على التحكم في الشمس والقمر. كان يعتقد أن التعويذة تساعد العلماء ورجال الأعمال والمتجولين وأيضًا العشاق في الأعمال. اهتم المنجمون أيضًا بالخصائص الفريدة للحجر. في رأيهم، الزركونيوم مناسب للحمل ، الجدي ، الدلو. يجب أن يكون ارتدائه محدودًا ، أو حتى تجنبه تمامًا بواسطة برج الثور ، الميزان ، القوس ، السرطان.

وبالتالي، تعتبر المعادن الصفراء أو الزرقاء ذات التوهج المعدني مثالية لبرج الدلو. يساهم ارتداء المنتج في تنمية الحدس والمهارات التحليلية وظهور الذوق الرفيع. لكن بالنسبة للجدي ، الحجر ذو اللون الأزرق مناسب ، ويوصى بارتدائه على الجانب الأيسر. هذا يعزز الاتصال السحري. القش أو الحجارة الحمراء أكثر ملاءمة لبرج الحمل. ارتداء المنتج يساهم في تنمية القدرات السحرية والانتباه والحذر.