锆的相对原子质量
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锆的相对原子质量推荐文章3:锆元素是什么?有什么用途?
锆(Zirconium)是一种金属元素,化学符号为Zr,原子序数为40。它是一种稀有的、金属灰色的过渡金属,在自然界中主要以矿物锆石(ZrSiO4)的形式存在。下面将介绍锆元素的物理化学特性、用途、应用领域以及未来发展前景等方面的内容。
一、物理化学特性
1.物理特性:锆是一种金属灰色的过渡金属,具有良好的延展性和可锻性。它的密度高达6.51 g/cm3,熔点为1855℃,沸点为4409℃,比热为0.269 J/g·K,热导率为22.7 W/m·K。
2.化学特性:锆具有很强的耐腐蚀性和化学稳定性,能与氧、氮、碳、硫等元素反应生成相应的化合物。它可以与氧化物、卤素、硝酸等强酸反应生成相应的盐类。锆具有很强的还原性,能与氧化物反应生成金属锆。
二、用途
核能工业:由于锆元素的高融点和耐腐蚀性,常用于核反应堆燃料棒和包覆管的制造。此外,锆也常用于制造核反应堆中的控制棒和结构材料。航空航天工业:由于锆元素具有高熔点和高强度,可用于制造高温合金、涡轮叶片和航空发动机部件等。医疗器械:锆元素的生物相容性较高,且不会对人体产生不良反应,因此常用于制造医疗器械和人工关节等。化工工业:锆元素的耐腐蚀性和化学稳定性使其成为一种重要的化学反应容器和催化剂。钢铁冶金工业:锆元素可用作精炼剂和脱氧剂,可以提高钢铁的耐蚀性和强度。三、应用领域
核能领域:锆元素的主要应用领域是核反应堆领域,用于制造燃料棒、包覆管、控制棒和结构材料等。航空航天领域:锆元素在航空航天领域中的应用主要包括高温合金、涡轮叶片、航空发动机部件和航空航天设备等。医疗器械领域:锆元素常用于制造人工关节、心脏支架和牙科修复材料等医疗器械。化工领域:锆元素可以用作化学反应容器和催化剂,在石油化工、化学制药、涂料、塑料等领域有广泛的应用。钢铁冶金领域:锆元素可用作钢铁冶金中的精炼剂和脱氧剂,可以提高钢铁的耐蚀性和强度。四、未来发展前景
随着人类对环境和健康的要求越来越高,锆元素的应用前景也将逐步向高性能、环保型和低成本方向发展。在核能工业领域,未来燃料棒和包覆管材料将会更加耐高温、耐腐蚀、抗辐射,并且需要满足更高的安全要求。在航空航天领域,锆元素的应用将会更加注重材料的高性能、轻量化和可持续性。在医疗器械领域,锆元素的应用将会更加注重人体安全性和医疗效果。在化工领域,锆元素的应用将会更加注重环保性和节能减排。在钢铁冶金领域,锆元素的应用将会更加注重提高钢铁的强度、耐腐蚀性和可加工性。
总之,锆元素作为一种重要的金属元素,具有广泛的应用前景和发展空间。随着科技的不断进步和社会的不断发展,锆元素的应用领域和发展前景将会更加广阔和多样化。
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锆的相对原子质量推荐文章5:锆的基本介绍,及发现历史,锆的制备(提取工艺)
锆 Zirconium
锆(Zirconium)是一种金属元素,元素符号Zr,位于元素周期表中IV-B族,原子序数是40,密度6.49g/cm3,熔点1852°C,沸点4377°C。锆是一种银白色过渡金属,因其制取工艺复杂,不易被提取,所以也常被称为“稀有金属”。事实上,锆在地壳中的含量约为0.025%,居第19位,几乎与铬相等,比常见的金属铜、铅、镍、锌还多,但分布非常分散。锆在空气中表面易形成一层氧化膜,具有光泽,外观与钢相似。锆具有耐腐蚀性,但是溶于氢氟酸和王水;高温时,可与许多元素反应,生成固体溶液化合物,锆的耐腐蚀性优于钛,与钽铌接近。鉴于锆良好的可塑性,常被加工成板、丝等。锆在加热时能大量地吸收氧、氢、氮等气体,可用作贮氢材料。锆作为一种相对稀缺性资源,被广泛地应用于电子、陶瓷、玻璃、石化、建材、医药、纺织以及日用品等领域。澳大利亚和南非之锆资源集中地,中国和欧洲是锆的主要消费地区。锆的发现历史
锆的命名是根据锆石而来,早在几个世纪前,锆石已经被人类用作珠宝。锆石在圣经中也有被提及,称其是以色列大祭司佩戴的12种宝石之一。锆石具有从橙到红的各种美丽的颜色,无颜色的锆石经过切割后会呈现出夺目的光彩。正是因为这个原因,锆石在很长一段时间内被误认为是一种软质的钻石。锆的发现和提取主要归功于两位化学家,德国化学家马丁?海因里希?克拉普罗特(Martin Heinrich Klaproth)和瑞典化学家术斯?雅格?贝齐利阿斯(J?ns Jacob Berzelius),这两位化学家在锆的发现和提纯上做出了非凡的贡献。在1789年,德国化学家马丁证明了锆石并不是钻石,澄清了人们对锆石的误解。他通过将锆石与反应性化合物氢氧化钠共同加热,发现这两种物质反应生成了一种氧化物。马丁认为这种氧化物内含有一种新的元素。他将这种新的氧化物命名为氧化锆,而这种新的元素命名为锆。马丁当时无法提取出纯锆,因为它与铪的化学性质很相似,而铪常常与锆共同赋存在锆矿石中。直到35年之后,1824年,瑞典化学家贝奇利阿斯首次制取出纯锆。当时,还有其他几位化学家也致力于这项工作,但是都没能成功。贝奇利阿斯通过将钾和氟锆酸钾的混合物放置于一个铁管中进行加热成功提取出纯锆。实验所得的黑色粉末状的锆纯度达93%,贝奇利阿斯的提纯制出的锆的纯度一直没能再提高,直到近100年后,高纯度的锆才被制出。如今,大部分的锆都是从锆石(ZrSiO4)和二氧化锆(ZrO2)中提取,提取的过程被称为“克罗尔法”(Kroll Process)。锆的名字锆的名字于锆石,锆石于波斯语“金色”(zargun)。据称这种称法是因为一些锆石珠宝的颜色很夺目。其实,锆石的颜色有很多种,红色,棕色,绿色和黄色比较普遍,无色锆石也是人类较为常见的。锆的提取工艺
【氯氧化锆制取】
用锆英石精矿碱分解或四氯化锆水解生产氯氧化锆的锆化合物制取方法。氯氧化锆是制备锆化合物的重要中间产品,并可用作金属表面处理剂和催化剂,工业上主要采用锆英石精矿碱分解法制取。全过程包括碱分解、氯氧化锆溶液制取和氯氧化锆结晶析出作业,工艺流程如图:碱分解锆英石精矿碱分解有三种方法,即氢氧化钠熔融法、碳酸钠烧结法和石灰烧结法。氯氧化锆溶液制取锆英石用碱分解后,经水洗除硅和其他杂质,然后用盐酸浸出水洗料制取氯氧化锆溶液。浸出时,浸出液的HCl含量一般控制在2.5~3.5mol/L,ZrO2在60~80g/L盐酸与水洗料中的锆反应生成氯氧化锆转入溶液,同时转入溶液的还有铁、钛等杂质,而硅则生成胶状硅酸析出,硅酸凝聚的好坏会影响浸出物料的过滤。采用高温浸出和加入凝聚剂的方法有利于硅酸的凝聚,得到易于过滤的浸出物料和清沏的滤液。用盐酸溶解氢氧化锆或将四氯化锆溶于水也可得到氯氧化锆溶液。【热分解锆英砂制备二氧化锆】
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