鋯的屬性簡介及應(yīng)用領(lǐng)域

一、鋯的屬性簡介 鋯（Zirconium）的元素符號Zr，位于化學(xué)元素周期表中IV-B族，它的原子序數(shù)是40，是一種銀白色的過渡金屬。鋯的表層易形成一層氧化膜，具有光澤，故外觀與鋼相似。有耐腐蝕性，但是溶于氫氟酸和王水；高溫時，可與非金屬元素和許多金屬元素反應(yīng)，生成固體溶液化合物。鋯的可塑性好，易于加工成板、絲等。鋯在加熱時能大量地吸收氧、氫、氮等氣體，可用作貯氫材料；鋯的耐蝕性比鈦好，接近鈮、鉭。 ? 鋯主要以礦物形式存在于自然界，鋯在地殼中含量居第20位，比普遍的金屬銅、鉛、鎳、鋅多，卻被稱為“稀有金屬”，是因為制取工藝較為復(fù)雜，不易被經(jīng)濟地提取。另外，在已發(fā)現(xiàn)的40多種鋯鉿礦床中，具有工業(yè)開采價值的只有10種左右，用于工業(yè)生產(chǎn)的僅有鋯英石和斜鋯石兩種。 鋯產(chǎn)品種類豐富，形式多樣，最初始的礦產(chǎn)形式為鋯英砂，經(jīng)過燒堿、水洗等處理，可以生成硅酸鋯和氯氧化鋯等初級產(chǎn)品；繼續(xù)煅燒、氯化、還原還可制成二氧化鋯、工業(yè)級海綿鋯等產(chǎn)品；如果提純、分離技術(shù)水平達到一定水準，可以制成核能級海綿鋯。海綿鋯，為銀灰色海綿狀金屬，密度6.49g/cm3、熔點1852±2.001℃、沸點4377℃。金屬元素鋯被譽為原子時代的第一金屬。鋯材料外觀似鋼，有光澤。鋯及其合金具有不錯的尺寸穩(wěn)定性、高強韌、高吸氧、耐沖刷、抗輻照、耐腐蝕性等優(yōu)異的性能。 ? 二、鋯的應(yīng)用領(lǐng)域 隨著人們對鋯的認知不斷加深，鋯的應(yīng)用也越來越廣泛，也許大多數(shù)人對鋯感到比較陌生，但是它已經(jīng)深入到我們生活的方方面面，比如周圍的各種建筑、生活中必不可少的陶瓷、刀具、裝飾品等都有鋯的身影。在核反應(yīng)堆、軍工、生物醫(yī)用、航空航天、航海、石油和化工等高端技術(shù)領(lǐng)域也具有重要的應(yīng)用前景。 ? ? 與傳統(tǒng)的鐵、銅、鎳等金屬元素相比，鋯具有較低的密度和較小的熱膨脹系數(shù)。此外，鋯還具有較低的熱中子吸收截面積（僅為0.18*10-28㎡）和良好的內(nèi)腐蝕性能，這使得鋯及其合金在核工業(yè)以及航空航天等特殊領(lǐng)域具有極廣泛的應(yīng)用前景。目前，鋯及其合金已經(jīng)較成熟地應(yīng)用于核反應(yīng)堆中的包殼材料。以其為材料生產(chǎn)的零部件包括燃料包殼管、控制棒導(dǎo)向管、壓力管、原件盒以及一些結(jié)構(gòu)材料等。我國的大型核電站普遍都用鋯材，如果用核動力發(fā)電，每一百萬千瓦的發(fā)電能力，一年就要消耗掉20到25噸金屬鋯。一艘三萬馬力的；核潛艇用鋯和鋯合金作核燃料的包套和壓力管，鋯的使用量達20至30噸。 ? 從軍工上來看，鋼里只要加進千分之一的鋯，硬度和強度就會驚人地提高。含鋯的裝甲鋼、大炮鍛件鋼、不銹鋼和耐熱鋼等是制造裝甲車、坦克、大炮和防彈板等武器的重要材料。 在電真空工業(yè)中，人們廣泛利用鋯粉涂在電真空元件和儀表的陽極和其他受熱部件的表層上，吸收真空管中的殘余氣體，制成高度真空的電子管和其他電真空儀表，從而提高它們的質(zhì)量，延長它們的運行時間。 鋯粉的特色是著火點低和燃燒速度快，可以用做起爆雷管的起爆藥，這種高級雷管甚至在水下也可以爆炸。鋯粉再加上氧化劑。這好比火上加油，燃燒起來強光眩目，是制造曳光彈和照明彈的好材料。 ? 鋯具有優(yōu)異的耐腐蝕性能，可以抵抗大多數(shù)有機酸、無機酸、強堿和一些熔融鹽的腐蝕傷害，因此，腐蝕環(huán)境中的一些關(guān)鍵部件可使用鋯材來提升使用年限。目前，化工行業(yè)中已較多的使用鋯作為耐腐蝕材料，并且已成熟應(yīng)用于熱交換機、洗滌塔、反應(yīng)器、泵、閥門和腐蝕介質(zhì)管道等領(lǐng)域。例如，用鋯合金制備出的濃縮管和水解管已成功應(yīng)用在過氧化氫的生產(chǎn)線中，而鋯制減壓閥、攪拌器和流量計等器件也在化肥生產(chǎn)、污水處理和染料工業(yè)中得以應(yīng)用。 生物醫(yī)用材料是近年來新興的一種高新技術(shù)材料，而生物應(yīng)用合金必須與生物體液環(huán)境具有良好的相容性以及良好的耐腐蝕性。鋯因具有良好的生物相容性、與骨骼類似的彈性模量以及良好的耐腐蝕性而被科研人員重視。 ? 同時，在空間探測、深海探測以及高速鐵路等領(lǐng)域中，例如，火箭發(fā)射器的噴嘴；探月車的支架；航天裝備里的隔熱板；潛水艇發(fā)動機葉輪、葉片、螺絲等，鋯及其合金均發(fā)揮著重要作用。在中國的鋯行業(yè)中，金屬鋯將是今后最具潛力、最具亮點、最具發(fā)展前景的領(lǐng)域。 ? （根據(jù)網(wǎng)絡(luò)資料整理）