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锆的化学、物理性质
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锆的化学、物理性质

作者:admin 来源: 日期:2014-6-21 23:30:59 人气: 标签:
锆zirconium

   化学符号Zr,原子序数40,原子量91.224,属周期系ⅣB族。1789年德意志M.H.克拉普罗特在分析锆石时发现一种新元素的氧化物,新元素被命名为zirc-onium,该字来源于zircon(锆石)。1824年瑞典J.J.贝采利乌斯用金属钾还原锆氟酸钾,制得了金属锆。锆在地壳中的含量为0.025%,锆的主要矿物有锆石(ZrSiO4)和二氧化锆矿(ZrO2),锆石与钛铁矿、金红石、独居石共生,也可在海滩砂石中找到。

   锆是银灰色有光泽的金属,外观像钢,熔点1852±2℃,沸点4377℃ ,密度6.49克/厘米3 。锆的化学性质不活泼,致密的金属锆在空气中比较稳定,加热时,表面形成氧化物覆盖层,失去金属光泽。粉末状的锆容易在空气中燃烧,细的锆丝可用火柴点燃。锆对氧具有很强的亲和力,它能夺去氧化镁、氧化铍和氧化钍中的氧,本身成为二氧化锆。锆有强烈的吸氢性能,最大吸氢量相当于ZrH,可用作储氢材料。高温下锆还能与氮作用。锆不与稀盐酸、稀硫酸和强碱溶液作用,但容易溶解在氢氟酸和王水中。锆的氧化态为+2 、+3、+4,其中+4价化合物最稳定。

    锆石加入适量的石油焦,在1000℃通入氯气,可得四氯化锆,它的蒸气与熔融的金属镁接触,即被还原为金属锆。高纯度金属锆可用碘化物热分解法制取。锆合金的热中子吸收截面小,耐腐蚀性能好,用作核反应堆的堆芯结构材料。锆还用于生产防弹合金钢。
主要化合物

    氧化物—锆的氧化物是白色的ZrO2,能耐高温熔点达2700℃,且化学性质稳定,热胀系数较小,因此是很好的耐高温材料,ZrO2被用来制造耐火砖及耐火坩埚。

    氢化物—ZrH2在高温核反应堆中作减速剂,反射剂或屏蔽剂。

    硼化物——ZrB2由于是极高硬度,化学惰性的难熔物质,可作水轮机涡轮燃烧室衬套,火箭喷嘴等。
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