✖


Jump to content

Цирконий

Edit links
Это хорошая статья. Нажмите здесь для получения дополнительной информации.
(Перенаправлено с монооксида циркония )
Не путать с цирконом , цирконием или фианитом .
Цирконий, 40 Zr
Цирконий
Произношение / z ɜːr ˈ k oʊ n i ə m / ( зур- КОХ -не- əм
Появление серебристо-белый
Стандартный атомный вес А р °(Zr)
Цирконий в таблице Менделеева
Водород Гелий
Литий Бериллий Бор Углерод Азот Кислород Фтор Неон
Натрий Магний Алюминий Кремний Фосфор сера хлор Аргон
Калий Кальций Скандий Титан Ванадий Хром Марганец Железо Кобальт Никель Медь Цинк Галлий германий Мышьяк Селен Бром Криптон
Рубидий Стронций Иттрий Цирконий Ниобий Молибден Технеций Рутений Родий Палладий Серебро Кадмий Индий Полагать Сурьма Теллур Йод Ксенон
Цезий Барий Лантан Церий Празеодим Неодим Прометей Самарий европий Гадолиний Тербий Диспрозий Гольмий Эрбий Тулий Иттербий Париж Гафний Тантал вольфрам Рений Осмий Иридий Платина Золото Меркурий (стихия) Таллий Вести Висмут Полоний Астат Радон
Франций Радий актиний Торий Протактиний Уран Нептун Плутоний Америций Суд Берклий Калифорния Эйнштейний Фермий Менделеев Благородный Лоуренс Резерфордий Дубниум Сиборгий борий Хассиус Мейтнерий Дармштадтий Рентгений Коперник нихоний Флеровий Московий Ливерморий Теннессин Оганессон
Из
↑
Зр
↓
хф
иттрий ← цирконий → ниобий
Атомный номер ( Z ) 40
Группа группа 4
Период период 5
Блокировать   d-блок
Электронная конфигурация [ Кр ] 4д 2 5 с 2
Электроны на оболочку 2, 8, 18, 10, 2
Физические свойства
Фаза в СТП твердый
Температура плавления 2125 К (1852 °С, 3365 °F)
Точка кипения 4650 К (4377 °С, 7911 °F)
Плотность (при 20°С) 6,505 г/см 3 [3]
в жидком состоянии (при температуре плавления ) 5,8 г/см 3
Теплота плавления 14 кДж/моль
Теплота испарения 591 кДж/моль
Молярная теплоемкость 25,36 Дж/(моль К)
Давление пара
П   (Па) 1 10 100 1 тыс. 10 тысяч 100 тыс.
при Т   (К) 2639 2891 3197 3575 4053 4678
Атомные свойства
Стадии окисления +2, [4] +4 [5]
Электроотрицательность Шкала Полинга: 1,33.
Энергии ионизации
  • 1-й: 640,1 кДж/моль
  • 2-й: 1270 кДж/моль
  • 3-й: 2218 кДж/моль
Атомный радиус эмпирический: 160 вечера
Ковалентный радиус 175±19 часов
Цветные линии в спектральном диапазоне
Спектральные линии циркония
Другие объекты недвижимости
Естественное явление первобытный
Кристаллическая структура гексагональная плотноупакованная (ГПУ) ( hP2 )
Константы решетки
Гексагональная плотноупакованная кристаллическая структура циркония.
а = 15:23,22
c = 514,79 вечера (при 20 ° C) [3]
Тепловое расширение 5.69 × 10 −6 /К (при 20 °С) [3] [а]
Теплопроводность 22,6 Вт/(м⋅К)
Электрическое сопротивление 421 нОм⋅м (при 20 °C)
Магнитный заказ парамагнитный [6]
Модуль Юнга 88 ГПа
Модуль сдвига 33 ГПа
Объемный модуль 91,1 ГПа
Скорость звука тонкого стержня 3800 м/с (при 20 °C)
коэффициент Пуассона 0.34
Твердость по шкале Мооса 5.0
Твердость по Виккерсу 820–1800 МПа
Твердость по Бринеллю 638–1880 МПа
Номер CAS 7440-67-7
История
Мы после циркона заргун زرگون ​​означает « золотой».
Открытие Мартин Генрих Клапрот (1789)
Первая изоляция Йёнс Якоб Берцелиус (1824)
Изотопы циркония
Основные изотопы [7] Разлагаться
abun­dance период полураспада ( т 1/2 ) режим pro­duct
88 Зр синтезатор 83,4 д е 88 И
с –
89 Зр синтезатор 78,4 ч. е 89 И
б + 89 И
с –
90 Зр 51.5% стабильный
91 Зр 11.2% стабильный
92 Зр 17.1% стабильный
93 Зр след 1.53 × 10 6 и б − 93 Нб
94 Зр 17.4% стабильный
96 Зр 2.80% 2.0 × 10 19 и [8] б − б − 96 Мо
 Категория: Цирконий
| ссылки

Цирконий — химический элемент ; он имеет символ Zr и атомный номер 40. Впервые выделенный в чистом виде в 1824 году, название цирконий происходит от названия минерала циркон , наиболее важного источника циркония. Слово родственно персидскому заргуну (циркон; зар-гун , «золотоподобный» или «как золото»). [9] Это блестящий , серо-белый, прочный переходный металл , очень похожий на гафний и, в меньшей степени, на титан .

Цирконий образует различные неорганические соединения , такие как диоксид циркония , и металлоорганические соединения , такие как дихлорид цирконоцена . В природе встречаются пять изотопов , четыре из которых стабильны.

Цирконий в основном используется в качестве огнеупора и глушителя . Он играет жизненно важную роль в строительстве ядерных реакторов из-за высокой устойчивости к коррозии и низкого сечения ядерной реакции. Соединения циркония не имеют известной биологической роли.

Характеристики

[ редактировать ]

Цирконий — блестящий , серовато-белый, мягкий, пластичный , ковкий металл, твердый при комнатной температуре, однако он твердый и хрупкий . при меньшей чистоте [10] В порошковой форме цирконий легко воспламеняется, но твердая форма гораздо менее склонна к возгоранию. Цирконий обладает высокой устойчивостью к коррозии под действием щелочей, кислот, соленой воды и других агентов. [11] Однако он растворяется в соляной и серной кислоте , особенно в фтора . присутствии [12] Сплавы с цинком магнитны при температуре менее 35 К. [11]

Температура плавления циркония составляет 1855 °C (3371 °F), а точка кипения — 4409 °C (7968 °F). [11] Цирконий имеет электроотрицательность 1,33 по шкале Полинга. Из элементов d-блока с известной электроотрицательностью цирконий занимает четвертое место по величине электроотрицательности после гафния , иттрия и лютеция . [13]

При комнатной температуре цирконий имеет гексагональную плотноупакованную кристаллическую структуру α-Zr, которая при 863 °C меняется на β-Zr, объемноцентрированную кубическую кристаллическую структуру. Цирконий существует в β-фазе до температуры плавления. [14]

изотопы

[ редактировать ]
Основная статья: Изотопы циркония

Природный цирконий состоит из пяти изотопов. 90 Зр, 91 Зр, 92 Зр и 94 Zr стабильны, хотя 94 Прогнозируется, что Zr претерпевает двойной бета-распад (не наблюдается экспериментально) с периодом полураспада более 1,10 × 10. 17 годы. 96 Zr имеет период полураспада 2,4×10. 19 лет и является самым долгоживущим радиоизотопом циркония. Из этих природных изотопов 90 Zr является наиболее распространенным, составляя 51,45% всего циркония. 96 Zr является наименее распространенным и содержит всего 2,80% циркония. [15]

Синтезировано двадцать восемь искусственных изотопов циркония с атомной массой от 78 до 110. 93 Zr — самый долгоживущий искусственный изотоп с периодом полураспада 1,53×10. 6 годы. 110 Zr, самый тяжелый изотоп циркония, является самым радиоактивным, его период полураспада составляет 30 миллисекунд. Радиоактивные изотопы с массовым числом 93 или выше распадаются за счет эмиссии электронов , тогда как те, что с массовым числом 89 или ниже, распадаются за счет эмиссии позитронов . Единственным исключением является 88 Zr, который распадается за счет захвата электронов . [15]

Пять изотопов циркония также существуют в виде метастабильных изомеров : 83 м Зр, 85 м Зр, 89 м Зр, 90м1 Зр, 90м2 Зр и 91 м Зр. Из них 90м2 Zr имеет самый короткий период полураспада — 131 наносекунду. 89 м Zr является самым долгоживущим с периодом полураспада 4,161 минуты. [15]

возникновение

[ редактировать ]
См. Также: Категория: Циркониевые минералы.
Мировая динамика производства циркониевых минеральных концентратов

Цирконий имеет концентрацию около 130 мг/кг в земной коре и около 0,026 мкг/л в морской воде . Это 18-й по распространенности элемент в земной коре. [16] Он не встречается в природе как самородный металл , что отражает его внутреннюю нестабильность по отношению к воде. Основным коммерческим источником циркония является циркон (ZrSiO 4 ), силикатный минерал . [10] который встречается в основном в Австралии, Бразилии, Индии, России, Южной Африке и США, а также в небольших месторождениях по всему миру. [17] По состоянию на 2013 год две трети добычи циркона приходится на Австралию и Южную Африку. [18] превышают 60 миллионов тонн Запасы циркона во всем мире [19] а годовое мировое производство циркония составляет около 900 000 тонн. [16] Цирконий также встречается в более чем 140 других минералах, включая коммерчески полезные руды, бадделеит и эвдиалит . [20]

Циркония относительно много в звездах S-типа , он был обнаружен на Солнце и в метеоритах. Образцы лунных пород, доставленные из нескольких миссий Аполлона на Луну, имеют высокое содержание оксида циркония по сравнению с земными породами. [21]

ЭПР-спектроскопия использовалась при исследовании необычного валентного состояния циркония 3+. Спектр ЭПР Zr 3+ , который первоначально наблюдался как паразитный сигнал в монокристаллах ScPO 4 , легированных Fe , был окончательно идентифицирован путем приготовления монокристаллов ScPO 4 , легированных изотопно обогащенным (94,6%) 91 Зр. монокристаллы LuPO 4 и YPO 4 , легированные как природным, так и изотопно обогащенным Zr. Также были выращены и исследованы [22]

Производство

[ редактировать ]

возникновение

[ редактировать ]
Производство циркония в 2005 г.

Цирконий — побочный продукт, образующийся после добычи и переработки титановых минералов ильменита и рутила , а также добычи олова . [23] С 2003 по 2007 год, в то время как цены на минерал циркон стабильно росли с 360 до 840 долларов США за тонну, цена на необработанный металлический цирконий снизилась с 39 900 долларов США до 22 700 долларов США за тонну. Металлический цирконий намного дороже циркона , поскольку процессы восстановления являются дорогостоящими. [19]

Собранный в прибрежных водах цирконсодержащий песок очищается спиральными концентраторами для отделения более легких материалов, которые затем возвращаются в воду, поскольку являются естественными компонентами пляжного песка. С помощью магнитной сепарации из титановых руд ильменит и рутил . удаляют [24]

Большая часть циркона используется непосредственно в коммерческих целях, но небольшой процент превращается в металл. Большая часть металлического циркония производится восстановлением хлорида циркония (IV) металлическим магнием в процессе Кролла . [11] Полученный металл спекают до тех пор, пока он не станет достаточно пластичным для металлообработки. [17]

Разделение циркония и гафния

[ редактировать ]

Коммерческий металлический цирконий обычно содержит 1–3% гафния . [25] что обычно не является проблемой, поскольку химические свойства гафния и циркония очень похожи. Однако их поглощающие нейтроны свойства сильно различаются, что приводит к необходимости отделения гафния от циркония для ядерных реакторов. [26] Используются несколько схем разделения. [25] Жидкостно -жидкостная экстракция производных роданида - оксида использует тот факт, что производное гафния несколько более растворимо в метилизобутилкетоне, чем в воде. На этот метод приходится примерно две трети производства чистого циркония. [27] хотя исследуются и другие методы; [28] например, в Индии процесс экстракции растворителем нитрата ТБФ используется для отделения циркония от других металлов. [29] Разделить Zr и Hf можно также фракционной кристаллизацией гексафторцирконата калия (K 2 ZrF 6 ), который менее растворим в воде, чем аналогичное производное гафния. фракционная перегонка тетрахлоридов, также называемая экстрактивной перегонкой . Также используется [28] [30]

Вакуумно- дуговая плавка в сочетании с использованием методов горячей экструзии и переохлажденных медных подов позволяет производить цирконий, очищенный от кислорода, азота и углерода. [31]

Гафний необходимо удалить из циркония для ядерных применений, поскольку сечение поглощения нейтронов у гафния в 600 раз больше, чем у циркония. [32] Выделенный гафний может быть использован для изготовления стержней управления реакторами . [33]

Соединения

[ редактировать ]
См. также категории Соединения циркония и Минералы циркония.

Как и другие переходные металлы , цирконий образует широкий спектр неорганических соединений и координационных комплексов . [34] Как правило, эти соединения представляют собой бесцветные диамагнитные твердые вещества, в которых цирконий имеет степень окисления +4. Считается, что некоторые металлоорганические соединения имеют степень окисления Zr (II). [35] При окислении циркония были обнаружены неравновесные степени окисления от 0 до 4. [36]

Оксиды, нитриды и карбиды

[ редактировать ]
«ZrO» перенаправляется сюда. Чтобы узнать о других значениях, см. ZRO .

Наиболее распространенным оксидом является диоксид циркония ZrO 2 , также известный как диоксид циркония . Это твердое вещество от прозрачного до белого цвета обладает исключительной вязкостью разрушения (для керамики) и химической стойкостью, особенно в кубической форме. [37] Эти свойства делают диоксид циркония полезным в качестве термобарьерного покрытия. [38] хотя это также обычный заменитель алмаза . [37] Также известен монооксид циркония ZrO, а звезды S-типа можно распознать по его эмиссионным линиям. [39]

Вольфрамат циркония обладает необычным свойством сжиматься во всех измерениях при нагревании, тогда как большинство других веществ при нагревании расширяются. [11] Цирконилхлорид — один из немногих водорастворимых комплексов циркония, имеющий формулу [Zr 4 (OH) 12 (H 2 O) 16 ]Cl 8 . [40]

Карбид циркония и нитрид циркония являются тугоплавкими твердыми веществами. Оба обладают высокой коррозионной стойкостью и находят применение в жаропрочных покрытиях и режущих инструментах. [41] Известно, что фазы гидрида циркония образуются, когда циркониевые сплавы с течением времени подвергаются воздействию больших количеств водорода ; Из-за хрупкости гидридов циркония по сравнению со сплавами циркония, снижение образования гидрида циркония было тщательно изучено во время разработки первых коммерческих ядерных реакторов , в которых карбид циркония был часто используемым материалом. [42]

Цирконат-титанат свинца (ЦТС) является наиболее часто используемым пьезоэлектрическим материалом, который используется в качестве преобразователей и приводов в медицинских и микроэлектромеханических системах . [43]

Галогениды и псевдогалогениды

[ редактировать ]

Известны все четыре распространенных галогенида: ZrF 4 , ZrCl 4 , ZrBr 4 и ZrI 4 . Все они имеют полимерную структуру и гораздо менее летучи, чем соответствующие тетрагалогениды титана. Все они имеют тенденцию гидролизоваться с образованием так называемых оксигалогенидов и диоксидов.

соответствующие тетраалкоксиды . Известны также В отличие от галогенидов алкоксиды растворяются в неполярных растворителях. Гексафторцирконат дигидрогена используется в металлообрабатывающей промышленности в качестве травителя для улучшения адгезии краски. [44]

Органические производные

[ редактировать ]
Основная статья: Цирконийорганическая химия
Цирконоцен дихлорид , типичное циркониевое соединение.

Цирконийорганическая химия является ключевой для катализаторов Циглера-Натта , используемых для производства полипропилена . В этом приложении используется способность циркония обратимо образовывать связи с углеродом. Дибромид цирконоцена ((C 5 H 5 ) 2 ZrBr 2 ), о котором в 1952 году сообщили Бирмингем и Уилкинсон , был первым циркониевым органическим соединением. [45] Реактив Шварца , полученный в 1970 году П.К. Уэйлсом и Х. Вейгольдом, [46] металлоцен, используемый в органическом синтезе для превращений алкенов и алкинов . [47]

Большинство комплексов Zr(II) являются производными цирконоцена, одним из примеров является (C 5 Me 5 ) 2 Zr(CO) 2 .

История

[ редактировать ]

Цирконийсодержащий минерал циркон и родственные ему минералы ( жаргун , гиацинт , или гиацинт, лигуре ) упоминались в библейских писаниях. [11] [26] О содержании нового элемента в минерале не было известно до 1789 года. [48] когда Клапрот анализировал жаргун с острова Цейлон (ныне Шри-Ланка ). Он назвал новый элемент Цирконерде (цирконий). [11] Хамфри Дэви попытался выделить этот новый элемент в 1808 году с помощью электролиза , но потерпел неудачу. [10] Металлический цирконий был впервые получен в нечистом виде в 1824 году Берцелиусом путем нагревания в железной трубке смеси калия и калиевого фторида циркония. [11]

Процесс кристаллического стержня (также известный как йодидный процесс ), открытый Антоном Эдуардом ван Аркелем и Яном Хендриком де Буром в 1925 году, был первым промышленным процессом коммерческого производства металлического циркония. Он предполагает образование и последующее термическое разложение тетраиодида циркония ( ZrI 4 ), и был заменен в 1945 году гораздо более дешевым процессом Кролла, разработанным Уильямом Джастином Кроллом , в котором тетрахлорид циркония ( ZrCl 4 ) восстанавливается магнием: [17] [49]

Приложения

[ редактировать ]

В 1995 году было добыто около 900 000 тонн циркониевых руд, в основном в виде циркона. [25]

Большая часть циркона используется непосредственно при высоких температурах. Поскольку циркон огнеупорен, тверд и устойчив к химическому воздействию, он находит множество применений. Его основное применение — в качестве глушителя, придающего керамическим материалам белый непрозрачный вид. Благодаря своей химической стойкости циркон также используется в агрессивных средах, например, в формах для расплавленных металлов.

Диоксид циркония (ZrO 2 ) используется в лабораторных тиглях, в металлургических печах и как огнеупорный материал. [11] Поскольку он механически прочный и гибкий, его можно спекать в керамические ножи и другие лезвия. [50] Циркон (ZrSiO 4 ) и фианиты (ZrO 2 ) ограняются на драгоценные камни для использования в ювелирных изделиях. Циркон также используется для датировки горных пород примерно со времени образования Земли.

Диоксид циркония входит в состав некоторых абразивов , таких как шлифовальные круги и наждачная бумага . [48]

Дополнительная информация: Циркониевые сплавы.

Небольшая часть циркона превращается в металл, который находит различные нишевые применения. Из-за превосходной устойчивости циркония к коррозии его часто используют в качестве легирующего агента в материалах, подвергающихся воздействию агрессивных сред, таких как хирургические инструменты, нити накаливания и корпуса часов. Высокая реакционная способность циркония по отношению к кислороду при высоких температурах используется в некоторых специализированных приложениях, таких как взрывчатые капсюли и газопоглотители в вакуумных трубках . Это же свойство (вероятно) является целью включения наночастиц Zr в качестве пирофорного материала во взрывное оружие, такое как бомба комбинированного действия BLU-97/B . Горящий цирконий использовался в качестве источника света в некоторых фотовспышках . Порошок циркония с размером ячеек от 10 до 80 изредка применяют в пиротехнических составах для образования искр . Высокая реакционная способность циркония приводит к образованию ярких белых искр. [51]

Ядерные применения

[ редактировать ]

Оболочки топлив ядерных реакторов потребляют около 1% поставок циркония, [25] преимущественно в виде циркалоев . Желательными свойствами этих сплавов являются низкое сечение захвата нейтронов и устойчивость к коррозии при нормальных условиях эксплуатации. [17] [11] Для этой цели были разработаны эффективные методы удаления примесей гафния.

Одним из недостатков циркониевых сплавов является реакционная способность с водой с образованием водорода , что приводит к разрушению оболочки твэла :

Гидролиз протекает очень медленно при температуре ниже 100 °С, но быстро при температуре выше 900 °С. Большинство металлов вступают в подобные реакции. Окислительно-восстановительная реакция связана с нестабильностью топливных сборок при высоких температурах. [52] Эта реакция произошла в реакторах 1, 2 и 3 АЭС «Фукусима-1» (Япония) после того, как охлаждение реактора было прервано землетрясением и цунами 11 марта 2011 года, приведшими к ядерной аварии на «Фукусиме-1» . После выброса водорода в цехе технического обслуживания этих трех реакторов смесь водорода с кислородом воздуха взорвалась, серьезно повредив установки и, по крайней мере, одно из зданий защитной оболочки.

Цирконий является компонентом уран-цирконий-гидридного ядерного топлива (UZrH), используемого в TRIGA реакторах .

Космическая и авиационная промышленность

[ редактировать ]

Материалы, изготовленные из металлического циркония и ZrO 2, используются в космических аппаратах, где необходима термостойкость. [26]

Высокотемпературные детали, такие как камеры сгорания, лопатки и лопасти реактивных двигателей и стационарных газовых турбин, все чаще защищаются тонкими керамическими слоями и/или покрытиями, подлежащими окраске, обычно состоящими из смеси диоксида циркония и иттрия . [53] [54]

Цирконий также используется в качестве материала первого выбора для получения перекиси водорода ( H 2 O 2 ) баки, топливные магистрали, клапаны и двигатели в двигательных космических системах , подобных тем, которыми оснащен Sierra Space. компании Dream Chaser космический самолет [55] где тяга обеспечивается сгоранием керосина и перекиси водорода , мощного, но нестабильного окислителя . Причина в том, что цирконий обладает превосходной коррозионной стойкостью к H 2 O 2 и, главное, не катализируют его самопроизвольный саморазложение, как это делают ионы многих переходных металлов . [55] [56]

Медицинское использование

[ редактировать ]

Соединения циркония используются во многих биомедицинских приложениях, включая зубные имплантаты и коронки среднего уха , замену коленного и тазобедренного сустава, реконструкцию цепи слуховых косточек и другие восстановительные и протезные устройства. [57]

Цирконий связывает мочевину , и это свойство широко используется для лечения пациентов с хронической болезнью почек . [57] Например, цирконий является основным компонентом системы регенерации и рециркуляции диализата, зависящей от сорбентной колонки, известной как система REDY, которая была впервые представлена ​​в 1973 году. диализа . С использованием сорбентной колонки в системе REDY было проведено более 2 000 000 процедур [58] Хотя система REDY была заменена в 1990-х годах менее дорогими альтернативами, новые системы диализа на основе сорбентов проходят оценку и одобрение Управления по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA). Компания Renal Solutions разработала технологию DIALISORB, портативную систему диализа с низким содержанием воды. Кроме того, в экспериментальные версии носимой искусственной почки включены технологии на основе сорбентов. [59]

Циклосиликат натрия-циркония применяют внутрь при лечении гиперкалиемии . Это селективный сорбент, предназначенный для улавливания ионов калия в большей степени, чем других ионов . в желудочно-кишечном тракте [60]

Смеси мономерного и полимерного Zr 4+ и Ал 3+ комплексы с гидроксидом , хлоридом и глицином , называемые глициновыми солями алюминия-циркония, используются в препарате в качестве антиперспиранта во многих дезодорантах . Его использовали с начала 1960-х годов, поскольку было установлено, что он более эффективен в качестве антиперспиранта, чем современные активные ингредиенты, такие как хлоргидрат алюминия . [61]

Несуществующие приложения

[ редактировать ]

Карбонат циркония (3ZrO 2 ·CO 2 ·H 2 O) использовался в лосьонах для лечения ядовитого плюща , но его использование было прекращено, поскольку иногда вызывало кожные реакции. [10]

Безопасность

[ редактировать ]
Цирконий
Опасности
NFPA 704 (огненный алмаз)
Четырехцветный бриллиант NFPA 704Здоровье 0: Воздействие в условиях пожара не представляет никакой опасности, кроме опасности обычного горючего материала. Например, хлорид натрияВоспламеняемость 1: Перед возгоранием необходимо предварительно нагреть. Температура вспышки выше 93 °C (200 °F). Например, каноловое маслоНестабильность 0: Обычно стабилен, даже в условиях пожара, не вступает в реакцию с водой. Например, жидкий азотОсобые опасности (белый): нет кода.
0
1
0

Хотя цирконий не имеет известной биологической роли, в организме человека содержится в среднем 250 миллиграммов циркония, а ежедневное потребление составляет примерно 4,15 миллиграммов (3,5 миллиграммов с пищей и 0,65 миллиграммов с водой), в зависимости от пищевых привычек. [62] Цирконий широко распространен в природе и содержится во всех биологических системах, например: 2,86 мкг/г в цельной пшенице, 3,09 мкг/г в коричневом рисе, 0,55 мкг/г в шпинате , 1,23 мкг/г в яйцах и 0,86 мкг. /г говяжьего фарша. [62] Кроме того, цирконий обычно используется в коммерческих продуктах (например, дезодорантах , аэрозольных антиперспирантах ), а также для очистки воды (например, контроль загрязнения фосфором , воды, загрязненной бактериями и пирогенами). [57]

Кратковременное воздействие порошка циркония может вызвать раздражение, но только попадание в глаза требует медицинской помощи. [63] Постоянное воздействие тетрахлорида циркония приводит к увеличению смертности крыс и морских свинок и снижению уровня гемоглобина и эритроцитов в крови у собак. Однако в исследовании на 20 крысах, получавших стандартную диету, содержащую ~4% оксида циркония, не было выявлено никаких побочных эффектов на скорость роста, параметры крови и мочи или смертность. [64] США Законный предел Управления по охране труда и здоровья (OSHA) ( допустимый предел воздействия ) для воздействия циркония составляет 5 мг/м. 3 более 8-часового рабочего дня. Рекомендуемый Национальный институт охраны труда (NIOSH) предел воздействия (REL) составляет 5 мг/м. 3 при 8-часовом рабочем дне и краткосрочном пределе 10 мг/м 3 . На уровне 25 мг/м 3 Цирконий непосредственно опасен для жизни и здоровья . [65] Однако цирконий не считается промышленной опасностью для здоровья. [57] Кроме того, сообщения о побочных реакциях, связанных с применением циркония, редки, и, как правило, строгие причинно-следственные связи не установлены. [57] Не было подтверждено никаких доказательств того, что цирконий является канцерогенным или генотоксичным. [66]

Среди многочисленных радиоактивных изотопов циркония 93 Zr является одним из наиболее распространенных. Он выделяется в виде продукта ядерного деления 235 У и 239 Pu, главным образом, на атомных электростанциях и при испытаниях ядерного оружия в 1950-х и 1960-х годах. Он имеет очень длительный период полураспада (1,53 миллиона лет), при его распаде выделяется только низкоэнергетическое излучение, и он не считается особо опасным. [67]

См. также

[ редактировать ]

Примечания

[ редактировать ]
  1. ^ Тепловое расширение кристалла циркония анизотропно : параметры (при 20 ° C) для каждой оси кристалла составляют α a = 4,91 × 10. −6 /К, α с = 7,26 × 10 −6 /K, а α среднее = α V /3 = 5,69 × 10. −6 /К. [3]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ «Стандартные атомные массы: цирконий» . ЦИАВ . 1983.
  2. ^ Прохаска, Томас; Ирргехер, Йоханна; Бенефилд, Жаклин; Бёлке, Джон К.; Чессон, Лесли А.; Коплен, Тайлер Б.; Дин, Типинг; Данн, Филип Дж. Х.; Грёнинг, Манфред; Холден, Норман Э.; Мейер, Харро Эй Джей (04 мая 2022 г.). «Стандартные атомные массы элементов 2021 (Технический отчет ИЮПАК)» . Чистая и прикладная химия . дои : 10.1515/pac-2019-0603 . ISSN   1365-3075 .
  3. ^ Jump up to: а б с д Арбластер, Джон В. (2018). Некоторые значения кристаллографических свойств элементов . Парк материалов, Огайо: ASM International. ISBN  978-1-62708-155-9 .
  4. ^ Кальдераццо, Фаусто; Пампалони, Гвидо (январь 1992 г.). «Металлоорганические соединения 4 и 5 групп: степени окисления II и ниже» . Журнал металлоорганической химии . 423 (3): 307–328. дои : 10.1016/0022-328X(92)83126-3 .
  5. ^ Ма, Вэнь; Герберт, Ф. Уильям; Сенанаяке, Санджая Д.; Йылдыз, Бильге (9 марта 2015 г.). «Неравновесные степени окисления циркония на ранних стадиях окисления металлов» . Письма по прикладной физике . 106 (10). дои : 10.1063/1.4914180 . ISSN   0003-6951 .
  6. ^ Лиде, Д.Р., изд. (2005). «Магнитная восприимчивость элементов и неорганических соединений». Справочник CRC по химии и физике (PDF) (86-е изд.). Бока-Ратон (Флорида): CRC Press. ISBN  0-8493-0486-5 .
  7. ^ Кондев, ФГ; Ван, М.; Хуанг, WJ; Наими, С.; Ауди, Г. (2021). «Оценка ядерных свойств NUBASE2020» (PDF) . Китайская физика C . 45 (3): 030001. doi : 10.1088/1674-1137/abddae .
  8. ^ Притиченко Борис; Третьяк В. «Принятые данные о двойном бета-распаде» . Национальный центр ядерных данных . Проверено 11 февраля 2008 г.
  9. ^ Харпер, Дуглас. «циркон» . Интернет-словарь этимологии .
  10. ^ Jump up to: а б с д Эмсли, Джон (2001). Строительные блоки природы . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. стр. 506–510. ISBN  978-0-19-850341-5 .
  11. ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж Лиде, Дэвид Р., изд. (2007–2008). "Цирконий". CRC Справочник по химии и физике . Том. 4. Нью-Йорк: CRC Press. п. 42. ИСБН  978-0-8493-0488-0 .
  12. ^ Консидайн, Гленн Д., изд. (2005). "Цирконий". Химическая энциклопедия Ван Ностранда . Нью-Йорк: Уайли-Интерсайенс. стр. 1778–1779. ISBN  978-0-471-61525-5 .
  13. ^ Зима, Марк (2007). «Электроотрицательность (Полинг)» . Университет Шеффилда . Проверено 27 июля 2024 г.
  14. ^ Шнелл I и Альберс RC (январь 2006 г.). «Цирконий под давлением: фазовые переходы и термодинамика». Физический журнал: конденсированное вещество . 18 (5): 16. Бибкод : 2006JPCM...18.1483S . дои : 10.1088/0953-8984/18/5/001 . S2CID   56557217 .
  15. ^ Jump up to: а б с Ауди, Жорж; Берсильон, Оливье; Блашо, Жан; Вапстра, Аалдерт Хендрик (2003), « Оценка NUBASE свойств ядра и распада» , Nuclear Physics A , 729 : 3–128, Бибкод : 2003NuPhA.729....3A , doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11 .001
  16. ^ Jump up to: а б Петерсон, Джон; МакДонелл, Маргарет (2007). "Цирконий". Информационные бюллетени по радиологии и химическим веществам для поддержки анализа рисков для здоровья в загрязненных зонах (PDF) . Аргоннская национальная лаборатория. стр. 64–65. Архивировано из оригинала (PDF) 28 мая 2008 г. Проверено 26 февраля 2008 г.
  17. ^ Jump up to: а б с д «Цирконий» . Как производятся продукты . Адвамег Инк. 2007 . Проверено 26 марта 2008 г.
  18. ^ «Цирконий и гафний – Минеральные ресурсы» (PDF) . 2014.
  19. ^ Jump up to: а б «Цирконий и гафний» (PDF) . Краткие сведения о минеральных товарах : 192–193. Январь 2008 года . Проверено 24 февраля 2008 г.
  20. ^ Ральф, Джолион и Ральф, Ида (2008). «Минералы, включающие Zr» . Mindat.org . Проверено 23 февраля 2008 г.
  21. ^ Пекетт, А.; Филлипс, Р.; Браун, генеральный директор (март 1972 г.). «Новые минералы, богатые цирконием, из лунных пород Аполлона-14 и 15» . Природа . 236 (5344): 215–217. дои : 10.1038/236215a0 . ISSN   0028-0836 .
  22. ^ Авраам, ММ; Боатнер, Луизиана; Рэми, Джо; Раппаз, М. (20 декабря 1984 г.). «Встречаемость и стабильность трехвалентного циркония в монокристаллах ортофосфатов» . Журнал химической физики . 81 (12): 5362–5366. Бибкод : 1984JChPh..81.5362A . дои : 10.1063/1.447678 . ISSN   0021-9606 .
  23. ^ Каллаган, Р. (21 февраля 2008 г.). «Статистика и информация по цирконию и гафнию» . Геологическая служба США . Проверено 24 февраля 2008 г.
  24. ^ Сиддики, А.С.; Мохапатра, АК; Рао, СП (2000). «Разделение минералов пляжного песка» (PDF) . Обработка штрафов . 2 . Индия: 114–126. ISBN  81-87053-53-4 .
  25. ^ Jump up to: а б с д Нильсен, Ральф (2005) «Цирконий и соединения циркония» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана, Wiley-VCH, Вайнхайм. два : 10.1002/14356007.a28_543
  26. ^ Jump up to: а б с Ствертка, Альберт (1996). Руководство по элементам . Издательство Оксфордского университета. стр. 117–119. ISBN  978-0-19-508083-4 .
  27. ^ Ву, Мин; Сюй, Фэй; Донг, Панфэй; Ву, Хунчжэнь; Чжао, Чжиин; Ву, Чэньцзе; Чи, Руан; Сюй, Чжигао (январь 2022 г.). «Процесс синергетической экстракции Hf (IV) над Zr (IV) из раствора тиоциановой кислоты с помощью TOPO и N1923» . Химическая технология и переработка – интенсификация процессов . 170 : 108673. doi : 10.1016/j.cep.2021.108673 .
  28. ^ Jump up to: а б Сюн, Цзин; Ли, Ян; Чжан, Сяомэн; Ван, Юн; Чжан, Яньлинь; Ци, Тао (25 марта 2024 г.). «Механизм экстракции циркония и гафния в системе МИБК-HSCN» . Разделения . 11 (4): 93. дои : 10.3390/separations11040093 . ISSN   2297-8739 .
  29. ^ Панди, Гарима; Дарекар, Маюр; Сингх, К.К.; Мухопадьяй, С. (2 ноября 2023 г.). «Селективное извлечение циркония из раствора нитрата циркония в колонке импульсного перемешивания» . Разделение науки и техники . 58 (15–16): 2710–2717. дои : 10.1080/01496395.2023.2232102 . ISSN   0149-6395 .
  30. ^ Сюй, Л.; Сяо, Ю.; ван Сандвейк, А.; Сюй, Кью; Ян, Ю. (2016). «Разделение циркония и гафния: обзор» . Энергетические материалы 2014 . Чам: Springer International Publishing: 451–457. дои : 10.1007/978-3-319-48765-6_53 . ISBN  978-3-319-48765-6 .
  31. ^ Шамсуддин, Мохаммед (22 июня 2021 г.). Физическая химия металлургических процессов (2-е изд.). Спрингер Чам. стр. 1–5, 390–391. дои : 10.1007/978-3-030-58069-8 . ISBN  978-3-030-58069-8 .
  32. ^ Брэди, Джордж Стюарт; Клаузер, Генри Р. и Ваккари, Джон А. (2002). Справочник материалов: энциклопедия для менеджеров, технических специалистов, менеджеров по закупкам и производству, техников и руководителей . МакГроу-Хилл Профессионал. стр. 1063–. ISBN  978-0-07-136076-0 . Проверено 18 марта 2011 г.
  33. ^ Зардиакас, Лайл Д.; Краай, Мэтью Дж. и Фриз, Ховард Л. (2006). Титан, ниобий, цирконий и тантал для медицинского и хирургического применения . АСТМ Интернешнл. стр. 21–. ISBN  978-0-8031-3497-3 . Проверено 18 марта 2011 г.
  34. ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN  978-0-08-037941-8 .
  35. ^ Кальдераццо, Фаусто; Пампалони, Гвидо (январь 1992 г.). «Металлоорганические соединения 4 и 5 групп: степени окисления II и ниже» . Журнал металлоорганической химии . 423 (3): 307–328. дои : 10.1016/0022-328X(92)83126-3 .
  36. ^ Ма, Вэнь; Герберт, Ф. Уильям; Сенанаяке, Санджая Д.; Йылдыз, Бильге (9 марта 2015 г.). «Неравновесные степени окисления циркония на ранних стадиях окисления металлов» . Письма по прикладной физике . 106 (10). дои : 10.1063/1.4914180 . ISSN   0003-6951 .
  37. ^ Jump up to: а б «Цирконий» . AZoM.com. 2008. Архивировано из оригинала 26 января 2009 г. Проверено 17 марта 2008 г.
  38. ^ Готье, В.; Деттенвангер, Ф.; Шютце, М. (10 апреля 2002 г.). «Окислительное поведение γ-TiAl, покрытого тепловыми барьерами из диоксида циркония». Интерметаллики . 10 (7): 667–674. дои : 10.1016/S0966-9795(02)00036-5 .
  39. ^ Кинан, ПК (1954). «Классификация звезд S-типа». Астрофизический журнал . 120 : 484–505. Бибкод : 1954ApJ...120..484K . дои : 10.1086/145937 .
  40. ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN  978-0-08-037941-8 .
  41. ^ Опика, Марк М.; Талмы, Инна Г.; Вучина, Эрик Дж.; Зайкоски, Джеймс А.; Кози, Сэмюэл Дж. (октябрь 1999 г.). «Механические, термические и окислительные свойства тугоплавких соединений гафния и циркония» . Журнал Европейского керамического общества . 19 (13–14): 2405–2414. дои : 10.1016/S0955-2219(99)00129-6 .
  42. ^ Пульс, Манфред П. Влияние водорода и гидридов на целостность компонентов циркониевых сплавов . Спрингер Лондон. дои : 10.1007/978-1-4471-4195-2 .
  43. ^ Рукетт, Дж.; Хейнс, Дж.; Борнан, В.; Пинтард, М.; Папет, доктор философии; Буске, К.; Концевич, Л.; Горелли, ФА; Халл, С. (23 июля 2004 г.). «Настройка давления морфотропной фазовой границы в пьезоэлектрическом цирконате-титанате свинца» . Физический обзор B . 70 (1). дои : 10.1103/PhysRevB.70.014108 . ISSN   1098-0121 .
  44. ^ Паспорт безопасности материала для Duratec 400, DuBois Chemicals, Inc.
  45. ^ Уилкинсон, Г .; Бирмингем, Дж. М. (1954). «Бис-циклопентадиенильные соединения Ti, Zr, V, Nb и Ta». Журнал Американского химического общества . 76 (17): 4281–4284. дои : 10.1021/ja01646a008 . ; Руи, А. Морин (19 апреля 2004 г.). «Приходит цирконийорганическая химия» . Новости химии и техники . 82 (16): 36–39. doi : 10.1021/cen-v082n016.p036 . ISSN   0009-2347 . Проверено 17 марта 2008 г.
  46. ^ Уэйлс, ПК и Вейголд, Х. (1970). «Гидридокомплексы циркония I. Получение». Журнал металлоорганической химии . 24 (2): 405–411. дои : 10.1016/S0022-328X(00)80281-8 .
  47. ^ Харт Д.В. и Шварц Дж. (1974). «Гидроцирконирование. Органический синтез через цирконийорганические интермедиаты. Синтез и перегруппировка комплексов алкилциркония(IV) и их реакция с электрофилами». Журнал Американского химического общества . 96 (26): 8115–8116. дои : 10.1021/ja00833a048 .
  48. ^ Jump up to: а б Кребс, Роберт Э. (1998). История и использование химических элементов нашей Земли . Вестпорт, Коннектикут: Greenwood Press. стр. 98–100 . ISBN  978-0-313-30123-0 .
  49. ^ Хедрик, Джеймс Б. (1998). "Цирконий". Цены на металлы в США до 1998 г. (PDF) . Геологическая служба США. стр. 175–178 . Проверено 26 февраля 2008 г.
  50. ^ «Изысканная керамика – цирконий» . Компания Kyocera Inc.
  51. ^ Косанке, Кеннет Л.; Косанке, Бонни Дж. (1999), «Генерация пиротехнической искры» , Журнал пиротехники : 49–62, ISBN  978-1-889526-12-6
  52. ^ Гиллон, Люк (1979). Атомная энергетика под вопросом , Жамблу Дюкюло, французское издание.
  53. ^ Мейер, С.М.; Гупта, ДК (1994). «Эволюция термобарьерных покрытий в газотурбинных двигателях». Журнал техники газовых турбин и энергетики . 116 : 250–257. дои : 10.1115/1.2906801 . S2CID   53414132 .
  54. ^ Эллисон, SW «37-я совместная конференция и выставка AIAA/ASME/SAE/ASEE по двигательной технике» (PDF) . Совместная конференция AIAA/ASME/SAE/ASEE по двигательной технике .
  55. ^ Jump up to: а б Кларк, Стивен (01 ноября 2023 г.). «После десятилетий мечтаний коммерческий космический самолет почти готов к полету» . Арс Техника . Проверено 3 ноября 2023 г.
  56. ^ Материалы АТИ. «Zircadyne® 702/705 в перекиси водорода» (PDF) . материалы . Проверено 3 ноября 2023 г.
  57. ^ Jump up to: а б с д и Ли ДБН, Робертс М., Блюхель К.Г., Оделл Р.А. (2010)Цирконий: Биомедицинские и нефрологические применения. ASAIO J 56 (6): 550–556.
  58. ^ Эш С.Р. Сорбенты в лечении уремии: короткая история и большое будущее. 2009 Семин Наберите 22: 615–622
  59. ^ Куман, Джерун Питер (20 марта 2024 г.). «Возрождение сорбентов в лечении хронического диализа» . Семинары по диализу . дои : 10.1111/sdi.13203 . ISSN   0894-0959 .
  60. ^ Ингельфингер, Джули Р. (2015). «Новая эра лечения гиперкалиемии?». Медицинский журнал Новой Англии . 372 (3): 275–7. дои : 10.1056/NEJMe1414112 . ПМИД   25415806 .
  61. ^ Ладен, Карл (4 января 1999 г.). Антиперспиранты и дезодоранты . ЦРК Пресс. стр. 137–144. ISBN  978-1-4822-2405-4 .
  62. ^ Jump up to: а б Шредер, Генри А.; Баласса, Джозеф Дж. (май 1966 г.). «Аномальные микроэлементы у человека: цирконий». Журнал хронических болезней . 19 (5): 573–586. дои : 10.1016/0021-9681(66)90095-6 . ПМИД   5338082 .
  63. ^ "Цирконий". Международные карты химической безопасности . Международная организация труда. Октябрь 2004 года . Проверено 30 марта 2008 г.
  64. ^ Цирконий и его соединения 1999. Сборник МАК по охране труда и технике безопасности. 224–236
  65. ^ «Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям – соединения циркония (в виде Zr)» . CDC . Проверено 27 ноября 2015 г.
  66. ^ toxnet.nlm.nih.gov/cgi-bin/sis/search/f?./temp/~EHRbeW:2
  67. ^ «Информационный бюллетень ANL о здоровье человека: цирконий (октябрь 2001 г.)» (PDF) . Аргоннская национальная лаборатория . Проверено 15 июля 2020 г.
[ редактировать ]

Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Zirconium&oldid=1237997087#Oxides,_nitrides,_and_carbides"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 58c6c76c8d28603130ec33dd1ccfcaac__1722514860
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/58/ac/58c6c76c8d28603130ec33dd1ccfcaac.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Zirconium - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)