Цирконий

Цирконий (лат. Zirconium) - химический элемент IV группы периодической системы Менделеева; атомный номер 40, атомная масса 91,22

Открыт этот элемент в 1789 г. немецким химиком М. Клапротом при анализе драгоценного камня циркона, привезенного с Цейлона. Клапрот получил новый элемент в виде "земли" - оксида ZrO₂. Металлический цирконий с большим количеством примесей впервые получен в 1824 г. Й. Берцелиусом, а чистый - лишь через 90 лет. Чистый цирконий - это блестящий, похожий на сталь металл, пластичный и тугоплавкий (т_пл 1825°С). Цирконий - металл химически стойкий. На него не действует вода, на воздухе он покрывается защитной пленкой ZrO₂, предохраняющей его от дальнейшей коррозии. Он не растворяется в щелочах, в соляной и азотной кислотах. При повышенных температурах цирконий взаимодействует с галогенами, проявляя, как правило, степень окисления +4.

Хотя цирконий не редок (1,7 · 10^-2 % от массы земной коры), крупных залежей циркониевых минералов нет, он рассеян. Главные циркониевые минералы - цирк он ZrSiO₄ и бадделеит ZrO₂. Прозрачные, красивого желто-красного цвета кристаллы циркона называют гиацинтами. Это редкие драгоценные камни.

В природных соединениях циркония всегда есть примесь его аналога - гафния. Разделение этих двух элементов было и остается сложной технологической проблемой.

Цирконий используют в качестве легирующей добавки к другим металлам. Сплавам с молибденом он придает твердость, сплавам с титаном - еще большую стойкость к действию кислот. Но главная служба циркония-в атомной технике. Тугоплавкость, высокие механические свойства, а также способность почти не захватывать нейтроны, возникающие в ходе цепной ядерной реакции, определили интерес к цирконию этой важной отрасли техники. Не случайно с 1949 по 1959 г. - время бурного развития атомной энергетики - мировое производство циркония выросло в 100 раз. Но атомной технике нужен цирконий высокой чистоты, свободный от многих примесей, и прежде всего от гафния, потому что по отношению к нейтронам и другим ядерным характеристикам цирконий и гафний не аналоги, а антиподы.