Цирконий: анын негизиндеги эритмелер. касиеттери, колдонмо

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-02 13:58

Сейрек кездешүүчү, бирок ошол эле учурда көптөгөн тармактарда абдан маанилүү металл - цирконий биринчи жолу 1824-жылы гана бөлүнүп алынган. Бирок, ал дагы эле башка элементтердин белгилүү бир пайызын камтыган. 20-кылымда гана ар кандай аралашмаларсыз таза цирконий алууга мүмкүн болгон. Анын негизинде эритмелер отко чыдамдуу материалдарды, абразивдерди, керамикалык боёкторду, кум кагаздарды, текстиль буюмдарын, дезодоранттарды жана жасалма таштарды өндүрүүдө ийгиликтүү колдонулат. Албетте, бул металлдын медицинадагы жогорку маанисин эстен чыгарбоо керек. Ал жөнүндө көбүрөөк билип алыңыз.

Металлургиянын өнүгүшү

Цирконий атомдук энергетика үчүн эритмелердин негизги компоненти болуп саналат. Бирок бул үчүн ал мүмкүн болушунча ар кандай кирлерден таза болушу керек. Чындыгында цирконий рудаларында гафний сыяктуу сейрек кездешүүчү элемент гана эмес, азот, көмүртек жана кычкылтек да бар. Ал эми мындай металл эмес аралашмалар кыйла коркунучтуу жана өзөктүк реакторлор үчүн структуралык материалдардын курамына пайыздын миллиондон бир бөлүгүнөн ашпаган өлчөмдө киргизилиши мүмкүн. Ошондуктан, боюнча таза цирконий жана эритмелерди алууанын негизи кыйла узак жана оор процесс болуп саналат. Алгач концентрат ачылат, андан кийин байытылат, керексиз аралашмалар жана гафний бөлүнөт.

Таза цирконий кадимки металлга окшош. Сырткы көрүнүшү боюнча ал болотко абдан окшош, бирок ошол эле учурда бышык жана ийкемдүү. Албетте, анын негизинде эритмелерде, анын мүнөздөмөлөрү башка элементтердин санына жараша бир топ өзгөрүшү мүмкүн. Мисалы, кычкылтек (0,6% дан жогору) цирконийди морт кылат. Бирок минус дагы бар: бул металлдын диоксидинин (ZrO_{2) эрүү температурасы 2680 °C.}

Негизги курулуш материалы

Мурда айтылгандай, цирконий жана анын эритмелери колдонулган эң кеңири аймак - бул өзөктүк өнөр жайы. Алардын негизги артыкчылыгы - кичинекей термикалык нейтронду кармоо кесилиши (болгону 0,18 сарай), жакшы коррозия касиеттери жана жогорку эрүү температурасы. Ошентип, TVEL өзөктүк отун жайгаштырылган өзөктүк реактордун активдүү зонасынын негизги конструктивдүү отун элементи болуп саналат. Дал анда оор ядролордун бөлүнүшү пайда болот, демек, күйүүчү май элементи эң бышык жана отко чыдамдуу металлдан жасалышы керек жана ал реактордогу нейтрондордун жутулушунун мүнөзүн өзгөртпөшү керек.

Ошентип, анын кабыгын жасоо үчүн цирконий эритмелери колдонулат. Аларга коюлган талаптар абдан катуу. Ошентип, легирленген элементтер анын мүнөздөмөлөрүн начарлатпашы керек. Атап айтканда, бул жылуулук нейтрондорду кармоо үчүн кичинекей кесилишине тиешелүү. үчүн цирконий эритмеленгеназоттун зыяндуу таасирин басуу жана анын коррозия касиеттерин жакшыртуу. Менделеевдин мезгилдик системасынын көптөгөн элементтери ылайыктуу эмес, анткени алар айрым мүнөздөмөлөрдү азайтат.

Күйүүчү май таякчаларын жасоо үчүн колдонулган эң белгилүү эритме бул циркалой. Анын негизги легирлөөчү элементи калай, көмөкчү элементтери темир, хром жана никель. Россияда ниобий көбүнчө цирконийди эритмелөө үчүн колдонулат. Ал ошондой эле аз жылуулук нейтронду кармоо кесилишине ээ, суутектин кабыл алынышын азайтат жана катуу эритмелерди гана түзөт. Жана бул, өз кезегинде, эритмелерди жогорку ийкемдүүлүк менен камсыз кылат.

Цирконий эритмеси

Бул металлдын жогорку коррозияга туруктуулугу анын кара жана түстүү металлургияда легирлөөчү элемент катары эмне үчүн мынчалык көп колдонуларын түшүндүрөт. Мындан тышкары, туз жана азот кислоталарында жана щелочтордо эрибейт. Ошентип, магний менен цирконийдин көп компоненттүү эритмелери абдан популярдуу. Мындан тышкары, бул металл менен эритме титандын кислотага туруктуулугун жогорулатат. Цирконийдин жез менен эритмелери жогорку күчкө жана электр өткөрүмдүүлүккө ээ. Көбүнчө, ал ошондой эле ар кандай болот класстарды өндүрүүдө кошумча катары колдонулат. Бул алардан күкүрт, азот жана кычкылтекти алып салууга мүмкүндүк берет.

Медициналык өнөр жай

Цирконийди жана анын эритмелерин эске алганда, аларды колдонуунун дагы бир багытын айтпай коюуга болбойт. Медицина тармагында алар акыркы орунду ээлейт. Жакында болот жанатитан эритмелери. Бирок, кээ бир учурларда, дене аллергиялык реакция пайда болгон бул металлдарды четке каккан. Заманбап медицина штапельдерди, пластиналарды, импланттарды, протездерди жана аларды бекитүү механизмдерин жасоо үчүн цирконий жана титан эритмелерин колдонот.

Бул металл жана анын кошулмалары сөөктөрдү жана анын тегерегиндеги жумшак ткандарды дүүлүктүрбөгөндүктөн, зергерчиликте ийгиликтүү колдонулат. Мисалы, цирконий сөйкөлөрү аллергиялык реакцияны жаратпайт жана кулактын төшөгүндөгү жараатты алтындан да жаман айыктырат.

Энергия керектөө

Алюминий жана цирконий эритмеси көптөгөн оң мүнөздөмөлөргө ээ жана ошондуктан энергетика тармагында ийгиликтүү колдонулат. Чындыгында болот жана жез зымдары абдан чоң салмакта, жана көбүнчө эски таянычтар мындай жүктү көтөрө албайт. 1960-жылы Японияда окумуштуулар тобу алюминий менен цирконийдин эритмелеринин сериясын чыгарышкан. Алар мындай материалды жогорку температурада (150-230 ° C) узак убакыт бою колдонууга болоорун жана ошол эле учурда ал абдан жеңил болорун аныкташкан. Бул жогорку температурадагы зымдарды өндүрүү үчүн колдонууга мүмкүндүк берет. Бул электр тармактарынын ишенимдүүлүгүн жана натыйжалуулугун жогорулатат.

Цирконий бирикмелери жана эритмелери үчүн башка колдонмолор

Көптөгөн антиперспиранттарда сиз алюминий цирконий тетрахлоргидрекс сыяктуу компонентти таба аласыз. Бул терди жана анын жытын сиңирип алуучу химиялык кошулма. Окумуштуулар андай эмес экенин аныкташтытериге сиңет, демек, ден соолукка олуттуу зыян келтире албайт. Буга карабастан, алюминий-цирконий-тетрахлоргидрекглицин ЕБде жана АКШда тыюу салынган.

Цирконий оксиди электрокорунд жасоо үчүн колдонулат. Ал жантайтуучу электр мештеринде эритүү жолу менен алынат. Цирконий электрокорунд абдан күчтүү болуп чыгат жана чоң кысуучу күч менен материалдарды иштетүүгө мүмкүндүк берет. Көбүнчө орой жана орой майдалоо үчүн колдонулат.

Жалпысынан цирконий жана анын эритмелери жогорку эрүү температурасына, химиялык туруктуулугуна жана жылуулук кеңейүү коэффициентинин төмөндүгүн белгилей кетүү керек. Дал ушул себептен улам, ал ар түрдүү тармактарда активдүү колдонулат.