Dom › Moda i lepota › Cirkonijum - istorijat i poreklo imena. Istorija otkrića, neka fizička, hemijska i mehanička svojstva cirkonija, primena cirkonija

Cirkonijum - istorijat i poreklo imena. Istorija otkrića, neka fizička, hemijska i mehanička svojstva cirkonija, primena cirkonija

Istorija otkrića cirkonija

Godine 1789. Martin Heinrich Klaproth, član Berlinske akademije nauka, objavio je rezultate analize dragog kamena donesenog sa obale Cejlona. Tokom ove analize izdvojena je supstanca koju je Klaproth nazvao zemlja cirkona. Porijeklo ovog imena objašnjava se na različite načine. Neki nalaze svoje porijeklo u arapskoj riječi "zarkun", što znači mineral, drugi vjeruju da riječ "cirkonij" dolazi od dvije perzijske riječi "kralj" - zlato i "gun" - boja (zbog zlatne boje dragocjenosti sorta cirkona - zumbul).

Supstanca koju je izdvojio Klaproth nije bio novi element, već je bio oksid novog elementa, koji je kasnije u tabeli zauzeo D.I. Četrdeseta ćelija Mendeljejeva. Koristeći moderne simbole, formula supstance koju je Klaproth dobio je napisan na sljedeći način: ZrO2. Čisti cirkonijum se dobija tek nakon 35 godina, ali o tome kasnije.

Pronalaženje cirkonija u prirodi

Metalni cirkonijum. Jedinjenja cirkonija su široko rasprostranjena u litosferi. Prema različitim izvorima, sadržaj metala u zemljinoj kori je od 170 do 250 g/t. Cirkonijum je litofilni element. U prirodi su njegovi spojevi poznati isključivo s kisikom u obliku oksida i silikata. Unatoč činjenici da je cirkonij element u tragovima, postoji oko 40 minerala u kojima je cirkonij prisutan u obliku oksida ili soli. U prirodi su uglavnom rasprostranjeni cirkon (ZrSiO4) (67,1% ZrO2), baddeleit (ZrO2) i razni kompleksni minerali (eudijalit (Na, Ca) 5 (Zr, Fe, Mn) itd. U svim kopnenim naslagama cirkonijum je praćen Hf, koji zbog izomorfne supstitucije atoma Zr ulazi u minerale cirkona.

Cirkon je najčešći mineral cirkonijuma. Javlja se u svim vrstama stijena, ali uglavnom u granitima i sijenitima. U okrugu Hinderson (Sjeverna Karolina), kristali cirkona dugački nekoliko centimetara pronađeni su u pegmatitima, a kristali težine kilograma pronađeni su na Madagaskaru. atom cirkonijuma Mendeljejeva

Baddeleit je pronašao Yussac 1892. godine u Brazilu. Glavno ležište se nalazi u regiji Pocos de Caldas (Brazil). Tu je pronađen blok baddeleita težak oko 30 tona, a u vodotocima i uz liticu baddeleit se nalazi u obliku aluvijalnih oblutaka prečnika do 7,5 mm, poznatih kao favas (od portugalskog fava - grah). Favas obično sadrži preko 90% cirkonija. Unatoč činjenici da je cirkonij element u tragovima, postoji oko 40 minerala u kojima je cirkonij prisutan u obliku oksida ili soli. Glavni industrijski minerali: cirkon ZrSiO4, 4% HfO2), baddeleit ZrO2 (do 73,9% Zr, 4 - 6% HfO2).

Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Koristite obrazac ispod

Studenti, postdiplomci, mladi naučnici koji koriste bazu znanja u svom studiranju i radu biće vam veoma zahvalni.

Cirkonijum

Kako je cirkonijum dobijen i dobijen

35 godina nakon Klaprothovih eksperimenata, poznati švedski hemičar Jens Jakob Berzelius uspio je dobiti metalni cirkonijum. Berzelius je redukovao kalij fluorocirkonat metalnim natrijem:

K 2 + 4Na > Zr + 2KF + 2NaF

i dobio srebrno sivi metal.

Cirkonijum nastao kao rezultat ove reakcije bio je krt zbog značajnog sadržaja nečistoća. Metal nije bio pogodan za obradu i nije mogao naći praktičnu primjenu. Ali moglo bi se pretpostaviti da bi pročišćeni cirkonij, kao i mnogi drugi metali, bio prilično plastičan.

U XIX i ranom XX vijeku. mnogi naučnici su pokušavali da dobiju čisti cirkonijum, ali su svi pokušaji dugo završili neuspehom. Ispitana aluminotermna metoda nije pomogla, eksperimenti, čiji su autori nastojali dobiti metalni cirkonij iz otopina njegovih soli, nisu doveli do cilja. Ovo poslednje se prvenstveno objašnjava visokim hemijskim afinitetom cirkonija prema kiseoniku.

Da bi se bilo koji metal mogao dobiti elektrolizom iz otopine njegove soli, ovaj metal mora formirati jednoatomne ione. Ali cirkonijum ne stvara takve ione. Cirkonijum sulfat Zr(SO 4) 2, na primjer, postoji samo u koncentriranoj sumpornoj kiselini, a kada se razrijedi, počinje reakcija hidrolize i formiranja kompleksa. Na kraju ispada:

Zr(SO 4) 2 + H 2 O > (ZrO)SO 4 + H 2 SO 4.

U vodenom rastvoru cirkonijum hlorid se takođe hidrolizira:

ZrCl 4 + H 2 O > ZrOCl 2 + 2HCl.

Neki istraživači su vjerovali da su uspjeli dobiti cirkonij elektrolizom otopina, ali su bili zavedeni izgledom proizvoda taloženih na elektrodama. U nekim slučajevima to su zaista bili metali, ali ne cirkonijum, već nikl ili bakar, čije su nečistoće bile sadržane u cirkonijumskim sirovinama; u drugima se koristi cirkonijum hidroksid, koji izgleda kao metal.

Tek 20-ih godina našeg veka (100 godina nakon što je Berzelius dobio prve uzorke cirkonija!) razvijena je prva industrijska metoda za dobijanje ovog metala.

Ovo je metoda "nadogradnje" koju su razvili holandski naučnici van Arkel i de Boer. Njegova suština leži u činjenici da hlapljivo jedinjenje (u ovom slučaju cirkonijum tetrajodid ZrI 4) podleže termičkoj razgradnji u vakuumu i čisti metal se taloži na vruću volframovu nit.

Na taj način se dobija metalni cirkonijum koji se može obrađivati - kovati, valjati, valjati - otprilike jednako lako kao i bakar.

Kasnije su metalurzi otkrili da plastična svojstva cirkonija uglavnom ovise o sadržaju kisika u njemu. Ako više od 0,7% kisika prodre u rastopljeni cirkonij, tada će metal biti krt zbog stvaranja čvrstih otopina kisika u cirkoniju, čija se svojstva uvelike razlikuju od čistog metala.

Metoda nadogradnje prvo je stekla određenu popularnost, ali visoka cijena cirkonija dobivenog ovom metodom ozbiljno je ograničila njegov opseg. I svojstva cirkonija su se pokazala zanimljivima. (Više o njima u nastavku.) Postoji potreba za razvojem nove, jeftinije metode za dobijanje cirkonija. Poboljšana metoda Crolla postala je takva metoda.

Metoda Croll omogućava dobijanje cirkonija po upola nižoj ceni od metode ekstenzije. Shema ove proizvodnje uključuje dvije glavne faze: cirkonijum dioksid se hloriše, a nastali cirkonijum tetrahlorid se redukuje metalnim magnezijumom ispod sloja rastopljenog metala. Konačni proizvod - spužva od cirkonijuma se topi u šipke i u ovom obliku šalje potrošaču.

Cirkonijum dioksid

Dok su naučnici tražili način da dobiju metalni cirkonijum, praktičari su već počeli da koriste neka od njegovih jedinjenja, prvenstveno cirkonijum. Svojstva cirkonijum dioksida u velikoj meri zavise od načina na koji se dobija. ZrO 2 , nastao tokom kalcinacije nekih termički nestabilnih soli cirkonijuma, nerastvorljiv je u vodi. Slabo kalcinirani dioksid se dobro otapa u kiselinama, ali, jako kalciniran, postaje nerastvorljiv u mineralnim kiselinama, osim fluorovodonične.

Još jedno zanimljivo svojstvo: visoko zagrijani cirkonij emituje svjetlost toliko intenzivno da se može koristiti u tehnologiji rasvjete. Ovu imovinu koristio je poznati njemački naučnik Walter Hermann Nernst. Šipke sa žarnom niti u Nernst lampi napravljene su od ZrO 2 . Cirkonij dioksid sa žarnom niti ponekad služi kao izvor svjetlosti u laboratorijskim eksperimentima.

U industriji, proizvodnji silikata i metalurgiji prvi su upotrijebili cirkonij dioksid. Još početkom našeg veka proizvodili su se cirkonski vatrostalni materijali koji traju tri puta duže od uobičajenih. Vatrostalni materijali koji sadrže dodatak ZrO 2 omogućavaju do 1200 taljenja čelika bez popravke peći. To je puno.

Cirkonske cigle su istisnule šamot (naširoko korišćeni vatrostalni materijal na bazi gline ili kaolina) u topljenju metalnog aluminijuma, a evo i zašto. Šamot je legiran aluminijumom, a na njegovoj površini se stvaraju naslage šljake koje se povremeno moraju čistiti. A cirkonske cigle se ne vlaže rastopljenim aluminijumom. To omogućava pećima obloženim cirkonom da rade neprekidno deset mjeseci.

Značajne količine cirkonija se koriste u proizvodnji keramike, porculana i stakla.

Lista industrija kojima je potreban cirkonijum može se nastaviti u nedogled. Ali hajde da vidimo za šta je bio koristan metalni cirkonijum, koji se nije mogao dobiti tako dugo.

Cirkonijum i metalurgija

Prvi potrošač metalnog cirkonija bila je crna metalurgija. Cirkonijum se pokazao kao dobar deoksidans. U deoksidacijskom djelovanju nadmašuje čak i mangan i titan. Istovremeno, cirkonij smanjuje sadržaj plinova i sumpora u čeliku, čije prisustvo ga čini manje duktilnim.

Čelici legirani cirkonijumom ne gube potrebnu žilavost u širokom temperaturnom rasponu, dobro odolijevaju udarnim opterećenjima. Stoga se cirkonij dodaje čeliku koji se koristi za proizvodnju oklopnih ploča. Ovo vjerovatno uzima u obzir činjenicu da dodaci cirkonija imaju pozitivan učinak na čvrstoću čelika. Ako se uzorak čelika koji nije legiran cirkonijumom sruši pod opterećenjem od oko 900 kg, onda čelik istog recepta, ali uz dodatak samo 0,1% cirkonija, može izdržati opterećenje od 1600 kg.

Obojena metalurgija također troši značajne količine cirkonija. Ovdje je njegovo djelovanje vrlo raznoliko. Manji dodaci cirkonija povećavaju toplinsku otpornost aluminijskih legura, a višekomponentne legure magnezija uz dodatak cirkonija postaju otpornije na koroziju. Cirkonijum povećava otpornost titana na djelovanje kiselina. Otpornost na koroziju legure titana sa 14% Zr u 5% hlorovodonične kiseline na 100°C je 70 puta (!) veća od one komercijalno čistog titanijuma. Inače, cirkonijum utiče na molibden. Dodatak 5% cirkonija udvostručuje tvrdoću ovog vatrostalnog, ali prilično mekog metala.

Postoje i druga područja primjene metalnog cirkonija. Visoka otpornost na koroziju i relativna netopivost omogućili su njegovu upotrebu u mnogim industrijama. Spinnereti za proizvodnju umjetnih vlakana, dijelovi vruće armature, laboratorijska i medicinska oprema, katalizatori - ovo nije potpuna lista proizvoda izrađenih od metalnog cirkonija.

Međutim, metalurgija i mašinogradnja nisu bili glavni potrošači ovog metala. Za nuklearnu energiju bile su potrebne ogromne količine cirkonija.

Problem "reaktorskog" cirkonija

Cirkonijum nije odmah ušao u nuklearnu tehnologiju. Da bi postao koristan u ovoj industriji, metal mora imati određeni skup svojstava. (Pogotovo ako tvrdi da je strukturni materijal u konstrukciji reaktora.) Glavno od ovih svojstava je mali poprečni presjek hvatanja toplinskih neutrona. U principu, ova karakteristika se može definirati kao sposobnost materijala da uhvati, apsorbira neutrone i na taj način spriječi širenje lančane reakcije.

Poprečni presjek hvatanja neutrona mjeri se u štalama. Što je ova vrijednost veća, materijal apsorbira više neutrona i više sprječava razvoj lančane reakcije. Naravno, za reakcijsku zonu reaktora biraju se materijali s minimalnim poprečnim presjekom hvatanja.

Za čisti metalni cirkonijum ova vrijednost je 0,18 barn. Mnogi jeftiniji metali imaju poprečne preseke istog reda: kositar, na primer, ima 0,65 bara, aluminijum ima 0,22 bara, a magnezijum ima samo 0,06 barna. Ali i kalaj, i magnezij, i aluminij su topljivi i nisu otporni na toplinu; cirkonijum se topi samo na 1860°C.

Činilo se da je jedino ograničenje prilično visoka cijena elementa br. 40 (iako se u ovoj industriji ne štedi), ali je nastala još jedna komplikacija.

U Zemljinoj kori cirkonijum je uvek u pratnji hafnija. U rudama cirkonija, na primjer, njegov sadržaj je obično između 0,5 i 2,0%. Hemijski analog cirkonija (u periodnom sistemu, hafnij stoji direktno ispod cirkonija) hvata toplotne neutrone 500 puta intenzivnije od cirkonijuma. Čak i manje nečistoće hafnija snažno utiču na tok reakcije. Na primjer, nečistoća hafnija od 1,5% povećava poprečni presjek hvatanja cirkonija za faktor 20.

Tehnika se suočila s problemom potpunog razdvajanja cirkonija i hafnija. Ako su pojedinačna svojstva oba metala vrlo privlačna, onda njihovo zajedničko prisustvo čini materijal apsolutno neprikladnim za nuklearnu tehnologiju.

Problem razdvajanja hafnija i cirkonija pokazao se vrlo teškim - njihova kemijska svojstva su gotovo ista zbog ekstremne sličnosti u strukturi atoma. Za njihovo odvajanje koristi se složeno višestepeno prečišćavanje: jonska izmjena, višestruka precipitacija, ekstrakcija.

Sve ove operacije značajno povećavaju cijenu cirkonija, a on je već skup: duktilni metal (99,7% Zr) je višestruko skuplji od koncentrata. Problem ekonomičnog odvajanja cirkonija i hafnijuma tek treba riješiti.

A ipak je cirkonijum postao "atomski" metal

O tome, posebno, svjedoče ovakve činjenice. Prva američka nuklearna podmornica, Nautilus, bila je opremljena cirkonijumskim reaktorom. Kasnije se pokazalo da je isplativije napraviti školjke gorivnih ćelija od cirkonija, nego stacionarne dijelove jezgre reaktora.

Ipak, proizvodnja ovog metala raste iz godine u godinu, a stopa tog rasta je neobično visoka. Dovoljno je reći da se u jednoj deceniji, od 1949. do 1959. godine, svjetska proizvodnja cirkonija povećala 100 puta! Prema američkim podacima, 1975. godine svjetska proizvodnja cirkonija iznosila je oko 3000 tona.

Cirkonijum, vazduh i voda

U prethodnim poglavljima gotovo ništa nije rečeno o hemijskim svojstvima elementa #40. Glavni razlog za to je nesklonost ponavljanju mnogih članaka i monografija o metalnim elementima. Cirkonijum je najtipičniji metal, karakterističan predstavnik svoje grupe (i podgrupe) i svog perioda. Karakterizira ga prilično visoka kemijska aktivnost, koja postoji, međutim, u latentnom obliku.

O razlozima ove tajnovitosti i odnosu cirkonija prema komponentama vode i zraka trebalo bi detaljnije razgovarati.

Kompaktni metalni cirkonij izgleda vrlo sličan čeliku. Ni na koji način ne pokazuje svoju hemijsku aktivnost i u normalnim uslovima se ponaša izuzetno inertno u odnosu na atmosferske gasove. Prividna kemijska pasivnost cirkonija objašnjava se prilično tradicionalno: na njegovoj površini uvijek postoji nevidljivi oksidni film koji štiti metal od daljnje oksidacije. Da bi cirkonijum potpuno oksidirao, temperatura se mora podići na 700°C. Tek tada će oksidni film biti djelomično uništen, a djelomično otopljen u metalu.

Dakle, 700°C je temperaturna granica iznad koje završava hemijska otpornost cirkonija. Nažalost, ova brojka je previše optimistična. Već na 300°C cirkonij počinje aktivnije komunicirati s kisikom i drugim atmosferskim komponentama: vodenom parom (tvoreći dioksid i hidrid), ugljičnim dioksidom (tvoreći karbid i dioksid) i dušikom (proizvod reakcije je cirkonij nitrid). Ali na temperaturama ispod 300°C, oksidni film je pouzdan štit koji garantuje visoku hemijsku otpornost cirkonija.

Za razliku od kompaktnog metalnog cirkonija, njegov prah i strugotine se ponašaju u zraku. To su piroforne tvari koje se lako spontano zapale na zraku čak i na sobnoj temperaturi. Ovo oslobađa mnogo topline. Cirkonijumska prašina pomešana sa vazduhom može čak i eksplodirati.

Zanimljiv je odnos cirkonijuma i vode. Očigledni znakovi interakcije metala s vodom nisu vidljivi dugo vremena. Ali na površini cirkonija navlaženog vodom, odvija se proces koji nije sasvim uobičajen za metale. Kao što je poznato, mnogi metali pod djelovanjem vode podliježu galvanskoj koroziji, koja se sastoji u prijelazu njihovih kationa u vodu. Cirkonij se također oksidira pod djelovanjem vode i prekriva se zaštitnim filmom, koji se ne otapa u vodi i sprječava dalju oksidaciju metala.

Najlakši način za pretvaranje iona cirkonija u vodu je otapanje nekih njegovih soli. Hemijsko ponašanje tetravalentnog cirkonijum jona u vodenim rastvorima je veoma složeno. Zavisi od mnogih hemijskih faktora i procesa koji se odvijaju u vodenim rastvorima.

Malo je vjerovatno postojanje Zr +4 jona "u čistom obliku". Dugo se vjerovalo da cirkonij postoji u vodenim otopinama u obliku cirkonil jona ZrO+2. Kasnije studije su pokazale da u stvarnosti, pored cirkonil jona, rastvori sadrže veliki broj različitih kompleksnih - hidratizovanih i hidrolizovanih - cirkonijum jona. Njihova opšta skraćena formula je (4 p - m)+.

Ovako složeno ponašanje cirkonija u rastvoru objašnjava se visokom hemijskom aktivnošću ovog elementa. Preparativni cirkonijum (pročišćen od ZrO 2) ulazi u mnoge reakcije, formirajući jednostavna i složena jedinjenja. "Tajna" povećane hemijske aktivnosti cirkonija leži u strukturi njegovih elektronskih omotača. Atomi cirkonija su izgrađeni na takav način da imaju tendenciju da vežu za sebe što više drugih jona; ako u otopini nema dovoljno takvih iona, tada se ioni cirkonija međusobno spajaju i dolazi do polimerizacije. U tom slučaju se gubi hemijska aktivnost cirkonija; reaktivnost polimerizovanih jona cirkonijuma je mnogo niža od one nepolimerizovanih. Tokom polimerizacije, aktivnost rastvora kao celine takođe se smanjuje.

Ovo je, uopšteno govoreći, "vizit karta" jednog od važnih metala našeg vremena - elementa br. 40, cirkonijuma.

"Nesavršeni dijamanti"

U srednjem vijeku bio je poznat nakit od takozvanih nesavršenih dijamanata. Njihova nesavršenost se sastojala u manjoj tvrdoći od običnog dijamanta i nešto lošijoj igri boja nakon rezanja. Imali su i drugi naziv - Matara (prema mjestu proizvodnje - Matare, regija ostrva Cejlon). Srednjovjekovni draguljari nisu znali da su dragocjeni mineral koji su koristili bili monokristali cirkona, glavnog minerala cirkonija. Cirkon dolazi u raznim bojama - od bezbojnog do krvavo crvene. Zlatari zovu crveni plemeniti cirkon zumbul. Hijacinti su poznati od davnina. Prema biblijskoj tradiciji, drevni prvosveštenici su na prsima nosili 12 dragog kamenja, među kojima je i zumbul.

Da li je to retko

Cirkonijum je široko rasprostranjen u prirodi u obliku raznih hemijskih jedinjenja. Njegov sadržaj u zemljinoj kori je prilično visok - 0,025%; u pogledu rasprostranjenosti, zauzima dvanaesto mjesto među metalima. Uprkos tome, cirkonijum je manje popularan od mnogih zaista retkih metala. To je bilo zbog ekstremne disperzije cirkonija u zemljinoj kori i odsustva velikih naslaga njegovih prirodnih spojeva.

Prirodna jedinjenja cirkonija

Poznato je više od četrdeset. Cirkonij je prisutan u njima u obliku oksida ili soli. Od najvećeg industrijskog značaja su cirkonijum dioksid, baddeleit ZrO 2 i cirkonijum silikat, cirkon ZrSiO 4. Najmoćnija od istraženih nalazišta cirkona i baddeleita nalaze se u SAD-u, Australiji i Brazilu. Indija, Zapadna Afrika.

SSSR ima značajne rezerve sirovina cirkona koje se nalaze u raznim regijama Ukrajine, Urala i Sibira.

PbZrO 3 - piezoelektrični

Piezokristali su potrebni za mnoge radiotehničke uređaje: stabilizatore frekvencije, generatore ultrazvučnih vibracija i druge. Ponekad moraju da rade u uslovima povišenih temperatura. Kristali olovnog cirkonata praktički ne mijenjaju svoja piezoelektrična svojstva na temperaturama do 300°C.

Cirkonijum i mozak

Visoka otpornost cirkonija na koroziju omogućila je njegovu upotrebu u neurokirurgiji. Legure cirkonija koriste se za izradu hemostatskih stezaljki, hirurških instrumenata, a ponekad čak i niti za šivanje tokom operacija na mozgu.

Slični dokumenti

Opšte karakteristike hemijskih elemenata IV grupe periodnog sistema, njihovo prisustvo u prirodi i jedinjenja sa drugim nemetalima. Dobijanje germanijuma, kalaja i olova. Fizičko-hemijska svojstva metala podgrupe titanijuma. Opseg od cirkonija.

prezentacija, dodano 23.04.2014

Srodnik cirkonija. Ime je dobio po drevnom latinskom nazivu za Kopenhagen (Hafnia). Cirkonijum i hafnij su hemijski blizanci. Hafnij u nuklearnim reaktorima. Upotreba hafnija u elektro i radiotehničkoj industriji.

sažetak, dodan 22.04.2007

Istorija otkrića uranijuma, njegova fizička i hemijska svojstva. Opseg natrijum uranata, jedinjenja uranijuma, uranijum-235 karbida u leguri sa niobijum karbidom i cirkonijum karbidom. Izotopi uranijuma kao varijeteti atoma (i jezgara) hemijskog elementa.

sažetak, dodan 19.12.2010

Nanomaterijali. Materijali na bazi nanodioksida cirkonijum-dioksida. Principi tehnologije za dobijanje nanokeramičkih kompozicija. Difrakcijski uzorci rendgenskih zraka nanoveličinih prahova dobivenih hidrotermalnom sintezom. Trajanje izotermnog izlaganja.

sažetak, dodan 04.02.2009

Jednačina stanja za idealni gas. Elektronske formule atoma i elemenata. Valentni elektroni za cirkonijum. Sekvencijalna promjena oksidacijske sposobnosti slobodnih halogena i redukcijske sposobnosti halogenih jona iz fluora u jod.

kontrolni rad, dodano 02.02.2011

Povijest i porijeklo imena bakra, njegova prisutnost u prirodi. Fizička i hemijska svojstva elementa, njegovi glavni spojevi. Primjena u industriji, biološka svojstva. Pronalaženje srebra u prirodi i njegova svojstva. Informacije o zlatu.

seminarski rad, dodan 08.06.2011

Karakteristika elementa. Dobijanje magnezijuma. Fizička i hemijska svojstva magnezijuma. jedinjenja magnezijuma. neorganska jedinjenja. organomagnezijum jedinjenja. Prirodna jedinjenja magnezijuma. Određivanje magnezijuma u zemljištu, u vodi. Biološki značaj magnezijuma

sažetak, dodan 04.05.2004

Metalni barijum i njegova pojava u prirodi. Dobijanje metalnog barijuma. Elektroliza barijum hlorida. Termička razgradnja hidrida. Hemijska i fizička svojstva. Aplikacija. Veze (opća svojstva). neorganska jedinjenja.

Istorijat i svojstva kalaja. Poreklo imena titanijuma, njegove alotropne modifikacije, hemijska i fizička svojstva. Glavne karakteristike koje omogućavaju upotrebu ovog metala. Upotreba titanijuma i njegovih legura u industriji.

sažetak, dodan 27.05.2014

Istorija porekla nikla. Stepen rasprostranjenosti elementa u prirodi, njegov sadržaj u rudnim ležištima. Dobijanje, hemijska i fizička svojstva metala. Vrste legura nikla. Upotreba spojeva i čistog nikla u modernoj tehnologiji.

Svaka žena voli da nosi nakit sa kamenjem koje je čini privlačnom – sa njima dama dobija nove karakteristike. Takav nakit je 100-500 hiljada, a ponekad i milioni rubalja, pa ih ne može svaka osoba priuštiti. Iz tog razloga, sintetičke zamjene za kamen, od kojih je jedan cirkonij, postale su široko rasprostranjene. Uz to, nakit će izgledati elegantno, ali u usporedbi s originalom, cijena proizvoda će se značajno smanjiti.

Opće informacije o cirkoniju

Ovaj element pripada bočnoj podgrupi 4. grupe 5. perioda periodnog sistema D. I. Mendeljejeva - atomski broj 40. Cirkonijum u svom uobičajenom obliku je sjajni metal srebrnosive boje, duktilan i otporan na koroziju. Jedinjenja ove supstance su široko rasprostranjena u litosferi. U prirodi su spojevi cirkonija poznati isključivo s kisikom u obliku silikata i oksida.

Unatoč činjenici da je cirkonij element u tragovima, poznato je do 40 rudara u kojima je ova tvar prisutna u obliku soli i oksida. Ovo je univerzalni dragulj, ali ovo mišljenje je pogrešno. Iako je po izgledu sličan čak i dijamantu. Nekoliko činjenica o ovoj supstanci:

Cirkonijum se proizvodi samo u laboratorijskim uslovima, a mineral cirkon se koristi kao glavna komponenta.
Iako je cirkonij proziran kamen, korištenjem dodatnih nečistoća dobivaju se različite nijanse.
Koristi se u nakitu kao zamjena za minerale i nakit, zbog čega cijena konačnog proizvoda postaje znatno niža.

Mnogi ljudi zbunjuju i vjeruju da su kubni cirkonij, cirkonij, cirkonij jedna te ista supstanca. Zapravo, svi su različiti, samo su slični po sastavu jedni drugima:

Cirkonijum je metal koji je po izgledu sličan čeliku.
Kubični cirkonij je umjetni sjajni kristal. Po svojim vanjskim karakteristikama sličan je dijamantu. Za proizvodnju se koristi cirkonijum oksid - proces se odvija pod uticajem temperature od preko 2,5 hiljade stepeni.
Cirkon (cirkon) je kamen koji je sličan zlatu. Prirodnog je porijekla, izgleda skupo.

Istorija cirkonijumskog kamena

Po svojoj atraktivnosti, ovaj kamen nije inferioran u odnosu na mnoge dragocjene analoge. Koristi se od davnina. Tokom dominacije drevne Perzije, sve vrste kamenja su bile gotovo devalvirane, osim prozirnog i onog koji je imao karakterističan sjaj dijamanta. U azijskim zemljama, kamen je postao talisman za lokalne stanovnike i ruske trgovce koji su posjećivali, koji su nosili proizvode od cirkonija (posebno perle) u svoje domove kako bi popunili miraz svojih kćeri.

U Evropi se ovom materijalu nije pridavao veliki značaj sve do 19. veka. Samo su prevaranti i prevaranti tog vremena prodavali fasetirane prozirne proizvode od cirkonija pod maskom dijamanata damama iz visokog društva koje se nisu razumjele u nakit. Osim toga, miješali su ga sa safirom, turmalinom i topazom zbog svoje bogate palete boja, a bezbojno kamenje se uopće počelo nazivati "cejlonskim dijamantima" - koštalo je manje i smatralo se drugorazrednim.

U industrijskom polju, ova vrsta kamena počela se koristiti tek od 30-ih godina prošlog stoljeća - široka upotreba bila je značajno ograničena visokim troškovima. Danas se cirkon i njegovi različiti spojevi i legure koriste u građevinarstvu, metalurgiji, medicini, pa čak i nuklearnoj energiji. Od ovog minerala se prave kosti i proteze, hirurški instrumenti.

U prošlom veku, sovjetski naučnici koji su pokušavali da uzgajaju veštački dijamant uspeli su da uzgajaju veštački cirkonijum - zvao se "cirkon" ili "fianit". Nakon otkrića, cijena kamena je značajno smanjena, jer. umjetna sinteza uvijek nanese ozbiljnu štetu svakom dragulju. Cirkonij po svojim karakteristikama nije inferioran mnogim dragim kamenjem, ali već nekoliko desetljeća zauzima nišu u srednjoj cjenovnoj kategoriji.

Sorte kamena

Cirkon se s pravom smatra jednim od najstarijih dragocjenih minerala na Zemlji, jer. naučnici su otkrili da starost ovog elementa doseže 3-4 milijarde godina. Trenutno se razlikuje nekoliko vrsta cirkonija. Glavni kriterij za takvu podjelu je raznolikost boja kamena. Postoje sljedeće sorte:

Starlit. Prozirni kamen, dobijen pečenjem - ima plavičastu ili plavu nijansu.
Malacon. Razlikuje se u tamno smeđoj boji, sadrži malu dozu zračenja.
Zumbul. Prozirni mineral, koji se odlikuje smeđom, narandžastom, crvenom bojom.
Matara dijamant. Proziran, bezbojan, iskopan iz utroba otoka Matara - otuda i naziv ove sorte.
Žargon. Mineral koji se odlikuje slamnatom, žutom ili blago zlaćanom bojom.

Osim toga, cirkonij je predstavljen u obliku metala ili praha - opseg njihove primjene često se razlikuje. Na primjer, prvi se koristi za izradu nakita, a drugi - u medicinskom, industrijskom polju. Više o ovim sortama:

Čvrsti metal. Ima briljantnu srebrno-sivu nijansu, ima visok stepen plastičnosti.
Puder. Karakteristična karakteristika je prisustvo malih granula. Ima tamnoplavu nijansu.

Kada se zagrije, cirkonij može promijeniti boju, zahvaljujući čemu zlatari mogu gotovim proizvodima dati različite nijanse. Ovaj mineral je:

bijela (prozirna, najčešća);
plava
plava
crna (izuzetno rijetka);
maslina;
zelena;
roza;
crvena;
žuta (ima najizraženiju radioaktivnu pozadinu);
smeđa (blago zračenje);
narandžasta;
ljubičasta.

Fizička i hemijska svojstva cirkonija

Struktura minerala često sadrži nečistoće drugih elemenata, na primjer, željeza, bakra, kalcija, titanijuma, cinka itd. Češće se cirkon pretvara u piramidalne ili prizmatične kristale. Mineral često sadrži uranijum, zbog čega nailaze primerci sa visokom radijacionom pozadinom. Što se tiče tvrdoće, inferioran je u odnosu na konkurente svoje grupe - nije otporan na udarce, kidanje. Uz nepažljivo skladištenje, strugotine će odletjeti s kamena, što će pokvariti izvorni estetski izgled. Fizička i hemijska svojstva:

Intenzivnim zagrijavanjem mijenja boju, tako da konačni proizvod može imati tamno smeđu, svijetlo tirkiznu i druge nijanse. S vremenom, nijanse dobivene termičkim izlaganjem blijede i potpuno nestaju.
Nije podložan hladnom radu pod pritiskom.
Trenutačno počinje da oksidira na temperaturi od 200-400℃.
Velika hemijska otpornost. Ne rastvara se u kiselinama, alkalijama, ne korodira. Kada uđe u ljudsko tijelo, ne stupa u interakciju sa organima i tkivima.
Od mineralne prašine nastaje, koja postaje prijetnja ljudskom životu. To je zbog činjenice da se lako zapali čak i od interakcije sa zrakom.
Topi se na 1825℃ i ključa na 3500℃ i više.
U normalnim uslovima skladištenja, kada je temperatura oko 20℃, gustina materijala je 6,45g/cm3.

Metode dobijanja cirkonija

Kamen metalnog sjaja i raznih nijansi dobija se empirijski u specijalizovanim laboratorijama. Zasnovan je na cirkonu, čija se glavna nalazišta nalaze u Australiji, Brazilu, Vijetnamu, Tajlandu, Šri Lanki i nekim drugim zemljama svijeta. Sintetički kamen se dobija na jedan od sledećih načina:

Fuzija sa sodom ili sodom. Proces se izvodi na temperaturi od 500 do 600℃.
Kloriranje ugljem. Izvodi se na indikatoru temperature od 900-1000℃.
Fuzija sa kalijumom. Izvodi se na 900℃.
Sinterovanje sa vapnom ili kalcijum karbonatom. Izvodi se na 1100-1200℃.

Ljekovita svojstva cirkonija

Kompanije za proizvodnju narukvica počele su da dodaju čestice elementa cirkonija u svoje proizvode kako bi svojim proizvodima dale ljekovita svojstva kako bi povećale svoju prodaju. Narukvice navodno snižavaju krvni pritisak. Vjeruje se da kamen može dati snagu i snagu tokom cijelog dana, a noću pružiti čvrst i zdrav san. Ne mijenja svoja svojstva kada je izložen kiselinama, pa se često koristi u proizvodnji medicinskih instrumenata i opreme. Više o ljekovitim svojstvima:

ubrzava zacjeljivanje rana;
sprečava stvaranje gnoja;
dobar antiseptik;
ima antimikrobno svojstvo, zbog čega je spriječen prodor raznih infekcija u tijelo;
sprečava prodor zračenja;
pomaže u ublažavanju napada alergije.

Mnoge vrste kamena, prema mišljenju stručnjaka iz oblasti litoterapije, pozitivno utiču na rad štitne žlezde i endokrinog sistema. Istovremeno, različitim bojama se dodeljuju različita svojstva:

Crna. Pomaže u prevladavanju posljedica hipotermije, prehlade.
Žuta i crvena. Povećava apetit, proizvodnju leukocita.
Brown. Može se riješiti nakupljenih crijeva.
Plava i plava. Pomažu u uklanjanju viška kilograma, poboljšavaju rad probavnog trakta, normaliziraju stolicu i apetit. Ista svojstva se pripisuju prozirnim mineralima.

Gdje se koristi cirkonij?

Glavno područje primjene minerala je nakit. Proizvodi koji su ukrašeni njime odlikuju se estetskim i atraktivnim izgledom, jer po ljepoti nije inferioran dijamantu. Posebno su tražene naušnice i ogrlice sa kubnim cirkonijumom. Osim toga, ovaj kamen se često koristi kao lutka na pultovima za nakit. Ostale aplikacije:

Na osnovu imenovanog elementa izrađuju se razne vrste legura. Koriste se u nekim industrijama, na primjer, u proizvodnji konstrukcijskih materijala, nuklearnih reaktora, dijelova aviona i drugih dijelova.
Cirkonijum se nalazi u supravodljivim magnetima i često se koristi za oksidaciju legura.
Prah ove supstance se koristi za proizvodnju pirotehničkih sredstava.
Učestvuje kao jedan od elemenata sastava vatrostalnih premaza za masivnu i složenu opremu. Upotreba cirkonija u ovom slučaju opravdava ulaganje, zbog čega ova supstanca postaje sve popularnija u oblasti industrije - u nakitnom poslu zamjenjuje je kubni cirkonijum.
Još jedno područje primjene je optika, koja je potrebna u agresivnim sredinama i na visokim temperaturama. Na primjer, ovo je odlazak svemirske letjelice na druge objekte, gdje su temperaturni skokovi veći od 100 stepeni na suncu i tokom kojih staklo neće izdržati dugo vremena.

Cirkonijum u nakitu

Važna karakteristika zlatara cirkonija je njegova niža tvrdoća u poređenju sa dijamantom - 7,5 jedinica na Moss skali. Prilikom rezanja minerala, njegovo umetanje u proizvod se vrši pažljivo, jer. nepažljivo rukovanje će uzrokovati strugotine i ogrebotine na površini. Iz tog razloga, proizvodi s ovim kamenom zahtijevaju pažljivo rukovanje prilikom nošenja. Odgovarajući rez čini ovaj mineral ništa lošijim od basnoslovno skupih dijamanata.

Grupa cirkonijumskog kamena nalazi se u gotovo svakom modernom nakitu. Ovi dragulji su često uokvireni u prstenje i prstenje. Sjaju u dijademi, minđušama, kočevima, svadbenim ansamblima. Često se koriste za ukrašavanje privjesaka, privjesaka. Lavovski dio zlatnog nakita sa draguljima od cirkonija proizvodi se na Šri Lanki, nedaleko od jednog od mjesta najveće koncentracije minerala. Prilikom kupovine proizvoda sa cirkonijumom važno je razlikovati pravi kamen koji ima sljedeće kvalitete:

višestruko prelamanje svjetlosti;
prisutnost sjaja sličnog metalu ili dijamantu;
nakon detaljnijeg pregleda (po mogućnosti sa lupom), mrlje će biti vidljive na dragulju;
kubni cirkonijum, koji je jeftiniji, teži je od cirkonija iste veličine.

Čarobna svojstva cirkonija

Amuleti, privjesci, talismani i drugi ukrasi od cirkonijskog kamena postali su široko rasprostranjeni. Dugo se smatralo da je obdaren sposobnošću da svom vlasniku donese bogatstvo i uspjeh. U davna vremena, mineral je bio vlasništvo mudraca, vjerovalo se da im donosi znanje o budućnosti, dar uvida i sposobnost prodiranja u misli i unutrašnji svijet drugih ljudi. Nošen kao amajlija, cirkon je služio kao zaštita od lažova i neljubaznih ljudi, razvijao je zapažanje i pamćenje.

Mineral cirkonijuma ima mnoga magična svojstva. U staroj Indiji se vjerovalo da je u stanju kontrolisati Sunce i Mjesec. Ovaj kamen se široko koristi u raznim oblastima industrijske proizvodnje, osim toga, smatra se idealnim talismanom za poslovne ljude, radnike znanja, putnike. Može čak poslužiti i kao zaštitni amajlija za ljubavnike, jačajući duhovnu i emocionalnu vezu među ljudima. Amulet od zumbula pomoći će putnicima i vojsci da održe zdravlje i život.

Cirkonijum u astrologiji

Mnogim horoskopskim znakovima odgovaraju sve vrste privjesaka, nakita, talismana sa cirkonijumskim draguljima. Idealan je za Ovna, Jarca, Vodoliju, ali za Bika, Vagu, Strijelca, Raka nije pogodan, više:

Za Vodoliju je posebno pogodan kamen s metalnim sjajem. To će pomoći u razvoju njihove intuicije, estetskog ukusa i sposobnosti analize. Vodolije mogu nositi nakit od različitih vrsta minerala, ali su žuti, zlatni ili plavi dragulji idealni.
Mineral cirkonijum Ovna takođe će pomoći da se otkriju njihova magična svojstva. To će im pomoći da razviju pažnju, oprez. Ljudima u znaku Ovna preporučuje se da nose prstenje od dragulja zlatne ili crvene nijanse.
Jarcu je bolje dati prednost plavom kamenju. Prstenje s takvim mineralom najbolje je nositi na lijevoj ruci - tako će magična veza s osobom horoskopskog znaka Jarca biti maksimalna.
Dragulji od cirkonija se ne preporučuju Strijelcima, Bikovima i Vagama samo zato što su ovi horoskopski znakovi često sebični. Nisu prikladni za Ribe sa Rakovima, koji su skloni da se koncentrišu na sebe.

Video

Istorija otkrića cirkonijum dioksida, koji se koristi u moderno doba, povezana je sa njegovim mineralom. Pre dva veka, cirkonijum je izolovan iz minerala cirkona. Mnoge drevne legende povezane su s ovim mineralom. Prije više od tri hiljade godina, na ostrvu Cejlon, ovaj mineral se koristio kao nesavršeni dijamant i koristio se za izradu ženskog i muškog nakita. Sjajno kamenje nazvano je "matarskim dijamantima", jer je izvor njihovih naslaga bio jedan od regiona Cejlona - Matara. Od pravih dijamanata, "matarski" su se razlikovali po manjoj tvrdoći i nešto lošijoj igri boje nakon rezanja.

Matara dijamant s cijelom paletom boja (od bezbojne i zlatno žute do ružičaste i krvavo crvene) nije bio ništa drugo do mineral cirkon. Krvavocrveni dijamanti su se u to vrijeme nazivali zumbulima (po epskom heroju Hijacintu, koji je poginuo u sportu, čiju je krv bog Apolon pretvorio u dragulje). U davna vremena, visoki svećenici su nosili zumbule na prsima, vjerujući da ih crvena boja štiti od zlih duhova, bolesti i pomaže im da izdrže nevolje i nedaće. Putnici su koristili crveni kamen kao amajliju za utaživanje žeđi i zaštitu od otrova. Srednjovjekovni liječnici propisivali su zumbul kao lijek za muku i depresiju, kao i za prosvjetljenje uma, liječili su ih od nervnih bolesti, halucinacija, poremećaja spavanja, pa čak i pokušavali da „uskrsnu iz mrtvih“ zumbulom. U Indiji su ovim kamenom pokušali pomiriti zmaja (indijski naziv za mineral je "rakhuratka").

U nauci postoji nekoliko verzija o tome ko je dao moderno ime "nesavršenom dijamantu". Prema nekim izvorima, poludragi cejlonski dijamant svoje današnje ime duguje njemačkom naučniku Bruckneru, koji ga je 1778. nazvao arapskom riječju "zarkun", što znači "mineral". Prema drugima, pronalazačem cirkona smatra se hemičar Werner (1783.), koji je mineralu dao naziv "cargun" od dvije perzijske riječi "kralj" - zlato i "puška" - boja. Treći izvori tvrde da je cirkon modifikovan od uobičajenog "žargona" - "varalica", odnosno "nije pravi dijamant". Zvanično, u naučnim radovima, mineral cirkon počinje da se pominje osamdesetih godina XVIII veka. Godine 1789. Martin Heinrich Klaproth, njemački hemičar i član Berlinske akademije nauka, objavio je rezultate analize dragog kamena donesenog sa obale Cejlona. Tokom ove analize izolovana je supstanca koju je Klaproth nazvao zemlja cirkona (terra circonia). Tako je Martin Heinrich Klaproth postao prvi naučnik koji je izolovao supstancu iz minerala cirkona cirkonijum(ZrO2).

Pokušaji dobivanja metalnog cirkonija vršili su razni naučnici: Tromsdorf (redukcija cirkonijum oksida hemijskom metodom), Devi (elektrolitička metoda za dobijanje metalnog cirkonija) itd. I tek 1824. švedski hemičar Jens Jakob Berzelius, redukcijom kalijum fluorocirkonata metalnim natrijumom, dobio je srebrno-sivi metal.

K 2 + 4Na → Zr + 2KF + 2NaF

Naučnik je nazvao metal dobijen tokom reakcije redukcije cirkonijum. Ali "Berzelius cirkonijum" se pokazao vrlo krhkim, jer je sadržavao značajnu količinu nečistoća, nije imao metalni sjaj i nije se mogao strojno obrađivati. Metal je zahtijevao dodatno pročišćavanje od nečistoća.

Godine 1914. njemački istraživači Lili i Hamburger izolirali su cirkonij prilično čist od nečistoća reducirajući dvostruko sublimirani cirkonij tetrahlorid natrijumom u specijalnoj autoklavnoj bombi. Stotinu godina nakon Berzeliusovih eksperimenata 1925. godine, razvijena je prva industrijska metoda za dobijanje cirkonija: metoda "gradnje". Suština metode je bila sljedeća: hlapljivo jedinjenje (cirkonijum tetrajodid) je podvrgnuto termičkom razgradnji u vakuumu i kao rezultat toga, čisti metal je naložen na vruću volframovu nit. Osnivači ove metode bili su holandski naučnici A.E. Van Arkel i D.N. de Boer. Zahvaljujući njihovom otkriću, naučni svijet je dobio plastični metalni cirkonijum, koji se može mašinski obrađivati - kovati, valjati, valjati. Uzorci cirkonija su sada mogli biti umotani u tanke limove, žice, folije i slično.

Ali metoda "izgradnje" bila je preskupa. Njemački hemičar V. Kroll poboljšao je i smanjio cijenu procesa dobivanja cirkonija. Kasnije je njegovo ime postalo naziv ove metode (Krolova metoda). Cirkonij je korištenjem ove tehnologije dobiven upola jeftinije nego korištenjem metode nadogradnje. Shema proizvodnje metalnog cirkonija po metodi V. Krolla uključivala je dvije glavne faze: hloriranje cirkonijum dioksida u cirkonijum tetrahlorid i naknadnu redukciju dobijenog proizvoda metalnim magnezijumom ispod sloja rastopljenog metala u metalnu spužvu. Cirkonijumski sunđer dobijen tokom procesa redukcije je zatim pretopljen u šipke. Krollova metoda je dobila široko priznanje.

cirkonijum (Zr) - ovo je hemijski element IV grupe periodnog sistema Mendeljejeva; njegov atomski broj je 40; atomska masa 91.224. Čisti cirkonijum postoji u dva oblika: kristalni oblik je mekan, savitljiv, sivkasto-beli metal; amorfni oblik - plavkasto - crni prah. Gustina 6,49 g/cm3, tačka topljenja 1852°C (3362ºF), tačka ključanja 4377°C (7911ºF). Prosječan sadržaj cirkonija u zemljinoj kori iznosi 1,7 10 -2% po težini, u granitima, pješčanicima i glinama nešto više od 2 10 -2% nego u bazičnim stijenama 1,3 10 -2%. Maksimalna koncentracija cirkonija je u alkalnim stijenama 5·10 -2%. Cirkonij se u prirodi ne pojavljuje u čistom stanju, ali se može naći u kombinaciji sa silikatnim oksidom - mineralom cirkon(ZrSiO4) ili kao slobodni cirkonijum - mineral baddeleyite(ZrO2) .

Mineralni cirkon (ZrSiO4) je cirkonijum silikat. Sadrži nečistoće gvožđa, bakra, kalcijuma, cinka, titana, hafnija, uranijuma i torijuma. Prizmatični kristali, zrna, agregati. Tvrdoća 7,5; gustina 4,0-4,7 g/cm 3 . Nalazi se u granitima, sijenitima, alkalnim pegmatitima. Sljedeće vrste cirkona razlikuju se po boji i prozirnosti:

Zumbul - proziran, crven, crveno-narandžasti, crveno-smeđi, ljubičasti.

Žargon - providan, medenožut, zadimljen, bezbojan.

Starlit - transparentan, plavi (dobije se kalcinacijom).

Prema obavljenim analizama pokazalo se da cirkon sadrži oko 68% cirkonijum dioksida (ZrO 2) i oko 3% hafnijuma (Hf), koji se teško izdvajaju.

Prosječan sastav cirkona (% po masi):

ZrO 2 (66-68%), Hf (1-3%), SiO 2 (32-33%), Al 2 O 3 (0,2-0,8%), Fe 2 O 3 (0,03- 0,08%), TiO 2 (0,08-0,1%), U 3 O 8 (0,02-0,03%), P 2 O 5 (0,1%),
REE oksidi (0,5-0,6%)

ZrO 2 ) se prirodno javlja kao mineral baddeleit. Bezbojni monoklinski kristali (gustina - 5,8 g / cm 3) ili bezbojni tetragonalni kristali (gustina - 6,1 g / cm 3). Čisti cirkonijum dioksid je vatrostalan i stabilan na povišenim temperaturama, t pl =2680 o C, t kip =4300 o C. Ima nisku toplotnu provodljivost. Dijamagnetna, slabo rastvorljiva u vodi, otporna na razne hemikalije.

Minerali cirkon i baddeleit ne mogu se koristiti u medicini u svom primarnom stanju zbog nečistoća različitih metala koje sadrže, koje ih čine neupotrebljivim u boji, te nečistoća radionuklida, poput urana i torija, koje ih čine radioaktivnim. Za dobijanje praha cirkonijum dioksida bez nečistoća, potrebni su složeni i dugotrajni procesi prečišćavanja. Nakon pročišćavanja od nečistoća, ovaj materijal se može koristiti kao keramički biomaterijal.

Baza mineralnih sirovina. Proizvodnja. Prema USGS-u (US Geological Survey), dokazane svjetske rezerve cirkonija su 38 miliona tona (u smislu ZrO 2). Više od 95% rezervi cirkonija u inostranstvu otpada na moderne i zakopane obalne morske cirkon-rutil-ilmenitske naslage. Uobičajeni sadržaj cirkona u razvijenim placerima je od 7-8 do 15-20 kg/m 3 . Prema USGS-u, najveći dio rezervi nalazi se u Australiji, Južnoj Africi, SAD-u, Indiji i Brazilu.

Rusija je četvrta u svijetu po rezervama sirovina. Više od 50% njegovih bilansnih rezervi povezano je sa alkalnim granitima, 14% - sa baddeleitskim kamaforitima, 35% - sa zakopanim cirkon-rutil-ilmenitnim naslagama. Dakle, mineralna sirovinska baza cirkonija u Rusiji se strukturno i kvalitativno razlikuje od strane. U Rusiji su moderna obalno-morska naslaga koja sadrže cirkonij potpuno odsutna, dok su gotovo sve rezerve cirkonija povezane s njima u inozemstvu. Zatrpani placeri se razlikuju od savremenih po složenijim rudarskim i geološkim uslovima nastanka i, shodno tome, karakteriše niska isplativost rudarenja. Nalazišta cirkonija u alkalnim granitima u inostranstvu čine 2% rezervi i ne smatraju se perspektivnim izvorom cirkonija, dok je u Rusiji više od 50% rezervi povezano sa ovom vrstom (Ulug-Tanzekskoye i Katuginskoe ležišta) . Razvoj mineralne baze cirkonija u Rusiji je izuzetno nizak - trenutno se razvija samo jedno Kovdorsko nalazište baddeleita (Murmanska oblast). Baddeleyite koncentrat se trenutno proizvodi samo u Rusiji. Istovremeno, koncentrat cirkona je izuzetno deficitarna sirovina i potpuno se uvozi. u Rusiji .

Svjetsku proizvodnju cirkonijum dioksida stručnjaci USGS-a procjenjuju na 40-50 hiljada tona godišnje. Cirkonijum dioksid proizvodi nekoliko kompanija u SAD-u, Japanu, Francuskoj i Italiji. Kapaciteti za proizvodnju cirkonijum dioksida intenzivno se šire u Japanu, Australiji, Južnoj Africi, Norveškoj, Kini i drugim zemljama. Najveći proizvođač cirkonija su Sjedinjene Američke Države.

Glavni izvoznici koncentrata cirkona su Australija i Južna Afrika. Posljednjih godina australijski izvoz koncentrata opada, dok Južna Afrika povećava isporuke. Glavni uvoznici koncentrata cirkona su zemlje zapadne Evrope (Italija, Španija, Nemačka, Francuska, Holandija i Velika Britanija), kao i Kina i Japan.

Izvoz baddeleit koncentrata iz Rusije postepeno se povećavao od 1990-ih, uglavnom u Norvešku. Od 2002. baddeleyit se izvozi iu zemlje jugoistočne Azije i zapadne Evrope.

Koncentrat cirkona se u Rusiju uvozi iz Ukrajine, vrlo rijetko iz Australije; djelomično su potrebe zadovoljene na račun državnih rezervi. Obim zaliha cirkonskog koncentrata u 2000. godini iznosio je 9,3 hiljade tona, au 2001. godini povećan je za 11% - na 14 hiljada tona.

U ovom trenutku cijene za stabilizirani cirkonij visoke čistoće dobijen hemijskim putem su:

Stabilizirani Zr dioksid (CaO) - 18,1 USD po 1 kg.

Stabilizirani Zr dioksid (MgO) - 19,4 USD po 1 kg.

Stabilizirani Zr dioksid (3% Y 2 O 3) - 18,8 USD po 1 kg.

Stabilizirani Zr dioksid (8% Y 2 O 3) - 20,1 USD po 1 kg.

Prema mišljenju stručnjaka, potrošnja cirkonijum aktivno raste. Glavni obim upotrebe ovih proizvoda otpada na proizvodnju vatrostalnih materijala i keramičkih pigmenata. Od 2000. godine došlo je do značajnog porasta potrošnje cirkonija za finu keramiku u proizvodnji optičkih kablova i drugih visokotehnoloških proizvoda koji se koriste u komunikacijskim mrežama, kao i u elektronskoj industriji. U svjetskoj automobilskoj industriji očekuje se da će potražnja za cirkonijumom za proizvodnju katalitičkih filtera za automobilske izduvne plinove nastaviti rasti zbog pooštravanja ekološkog zakonodavstva u Aziji, Južnoj Americi i Africi, kao i uvođenja strožih propisa o dizel vozila u svim regionima.

Dobija se cirkonijum dioksid uklanjanjem silicijum dioksida iz koncentrata cirkona upotrebom različitih termičkih i hemijskih procesa disocijacije. Istovremeno se izdvaja fuzionisani cirkonijum dioksid (monoklinski i stabilizovani), dobijen termičkim postupkom (topljenjem u električnim pećima koncentrata cirkona). Za dobijanje cirkonijum dioksida, pored cirkona, koriste se i koncentrati baddeleita (98-99% ZrO2) i kaldazita (70-80% ZrO2). Trenutno se manje od 20% cirkonijum dioksida proizvodi iz baddeleita, dok je početkom 90-ih. - više od 60%. Cirkonijum visoke čistoće se proizvodi hemijskim putem, a izolovani su i monoklinski i stabilizovani tipovi sa potpunom (FSZ - potpuno stabilizovani cirkonijum) ili delimičnom stabilizacijom (PSZ - delimično stabilizovani cirkonijum).

Cirkonijum dioksid (ZrO 2) postoji u obliku tri kristalne faze: monoklinske (M), tetragonalne (T) i kubične (C). Tokom zagrevanja, cirkonijum prolazi kroz proces fazne transformacije.

Monoklinska faza je termodinamički stabilna na sobnoj temperaturi i do 1170ºS. Iznad ove temperature dolazi do prijelaza cirkonij dioksida u gušću tetragonalnu fazu. Tetragonalna faza je stabilna na temperaturama od 1170ºS do 2370ºS. Na temperaturama iznad 2370ºS cirkonijum dioksid prelazi u kubnu fazu. Nakon zagrijavanja, prijelaz iz monoklinske (M) u tetragonalnu (T) fazu prati smanjenje volumena za 5%. Nakon hlađenja, prijelaz iz tetragonalne (T) u monokliničku fazu (M) odvija se u temperaturnom rasponu od 100ºS do 1070ºS i praćen je povećanjem zapremine za 3-4%.

Stabilizirani cirkonij.

Dodavanje stabilizirajućih oksida čistom cirkonijumu, kao što su kalcij (CaO), magnezij (MgO), cerij (CeO 2 ) i itrijum (Y 2 O 3 ), može potisnuti fazne transformacije materijala. U zavisnosti od količine stabilizatora, cirkonijum se razlikuje: potpuno stabilizovan (FSZ - Fully Stabilized Zirconia), delimično stabilizovan (PSZ - Partially Stabilized Zirconia).

Potpuno stabilizirani cirkonijum (FSZ) se dobija dodavanjem više od 16% mol CaO (7,9% tež), 16% mol MgO (5,86% tež), 8% mol Y 2 O 3 (13,75% tež). Ima kubni oblik (C). Zbog svoje povećane čvrstoće i visoke otpornosti na termičke udare, ovaj materijal se uspješno koristi za proizvodnju vatrostalnih materijala i tehničke keramike.

Djelomično stabilizirani cirkonijum (PSZ) se dobija dodavanjem manje stabilizatora nego kada se dobije potpuno stabilizovani cirkonijum (FSZ). Najkorisnija mehanička svojstva mogu se dobiti kada je cirkonijum u višefaznom stanju. Stabilizatori omogućavaju dobijanje višefaznog materijala na sobnoj temperaturi, u kojem je kubična (C) glavna faza, a monoklinska (M) i tetragonalna (T) su sekundarne faze.

Nekoliko tipova djelomično stabiliziranog cirkonija (PSZ) testirano je za moguću upotrebu kao keramički biomaterijal. Keramika na bazi cirkonijuma delimično stabilizovanog magnezijum oksidom (Mg-PSZ) jedna je od najčešće korišćenih vrsta tehničke keramike. Mg-PSZ keramika se smatra materijalom za upotrebu u medicini. Preostala poroznost u materijalu, prilično velika veličina čestica (30-40 µm), poteškoće u dobivanju Mg-PSZ bez nečistoća - sve je to smanjilo interes za korištenje ove keramike u biomedicinske svrhe. Poznato je da je mehanizam transformacijskog očvršćavanja manje izražen kod keramike na bazi cirkonija djelimično stabilizovanog magnezijumom (Mg-PSZ) nego kod keramike na bazi cirkonija delimično stabilizovanog itrijumom (Y-TZP).

Keramika na bazi cirkonija stabiliziranog cerijum oksidom (CeO 2 ) rijetko se smatra keramičkim biomaterijalom, iako pokazuje visoku žilavost loma (do 20 MPa√m) i izdržljivost.

Dioksidcirkonijum, djelomičnostabilizovanoitrijum(Y-TZP- Yttrium-Tetragonal Circonia Polycrystal)

U prisustvu male količine stabilizirajućih oksida, moguće je dobiti keramiku na bazi djelimično stabiliziranog cirkonija (PSZ) na sobnoj temperaturi samo sa tetragonalnom fazom - tetragonalnim polikristalima cirkonija (TZP - Tetragonal Zirconia Polycrystals). Dodatak oko 2-3% mola itrijuma (Y 2 O 3) kao stabilizirajućeg agensa cirkonijumu omogućava dobijanje keramičkog materijala koji se sastoji od 100% malih metastabilnih tetragonalnih čestica - Y- TZP(Itrijum- tetragonalnicirkonijPolycrystal) .

Dodavanje više od 8% molova itrijuma (Y 2 O 3 ) cirkonijumu omogućava dobijanje potpuno stabilizovanog cirkonija (FSZ) samo sa kubnom fazom, ali sa manjom otpornošću na lom od delimično stabilizovane keramike (PSZ).

Fizička i mehanička svojstvaY-TZP keramika

Keramika na bazi itrijuma delimično stabilizovanog cirkonija (Y-TZP) pokazuje izuzetna mehanička i fizička svojstva. Čvrstoća na savijanje i žilavost loma superiorni su u odnosu na sve do sada ispitane keramičke materijale. Glavne karakteristike Y-TZP keramike u poređenju sa keramikom na bazi aluminijuma (Alumina) prikazane su u tabeli. jedan

Tabela 1

Ključne karakteristike Y-TZP keramike

Svojstva		Y- TZP
Hemijski sastav		ZrO 2 + 3% mol Y 2 O 3
Gustina, g/cm³
Poroznost, %
Čvrstoća na savijanje, MPa
Čvrstoća na pritisak, MPa
Youngov modul, GPa
Otpornost na pukotine K 1S MPa m -1
Koeficijent toplinske ekspanzije, K -1
Toplotna provodljivost, Wm K -1
Tvrdoća, HV 0,1

Keramika na bazi cirkonija ima jedinstvenu sposobnost povećanja mehaničke čvrstoće pod opterećenjem. To se događa zbog mehanizma transformacijskog očvršćavanja.

Y- TZPkeramike.

Visoko dispergovane tetragonalne cirkonijeve čestice unutar kubične matrice, pod uslovom da su dovoljno male, mogu se održavati u metastabilnom stanju koje je sposobno da se transformiše u monoklinsku fazu. Naponi na pritisak krute matrice na tetragonalnim česticama cirkonij dioksida odolijevaju njihovoj transformaciji u manje jaku monoklinsku fazu. Čestice tetragonalnog cirkonija mogu se transformirati u monoklinsku fazu kada se tlačni naponi koje na njih postavlja matrica ukloni pukotinom u materijalu.

Na prednjem kraju pukotine dolazi do transformacije T → M s povećanjem volumena od 3-5%, što inicira pojavu tlačnih napona, za razliku od vlačnih napona koji pospješuju širenje prsline. Ovaj proces dovodi do snažnog mehanizma koji suzbija širenje pukotina i jača keramiku - mehanizam transformacionog otvrdnjavanja. Energija kvara se raspršuje u T→M transformacija, koja je slična martenzitnoj transformaciji u kaljenom čeliku. Kao rezultat toga, suzbija se širenje pukotina i povećava se čvrstoća keramike.

"starenje"Y- TZPkeramike

Za razliku od metala, keramički materijali su visoko otporni na elektrohemijsku koroziju, međutim, u nekim slučajevima su podložni hemijskoj koroziji (hemijska rastvorljivost). Hemijska korozija može ozbiljno utjecati na čvrstoću keramičkog materijala. Uništavanje keramike povezano je s pukotinama, čije se dimenzije toliko povećavaju da materijal prestaje odoljeti učincima opterećenja na njega. Uništavanje keramike nastaje u obliku iznenadnog raspada materijala, kao što je trenutno cijepanje kristalne čaše za vino ili vjetrobrana automobila. Kemijska interakcija između keramike i okoline (voda, para) u području vrha pukotine ubrzava rast pukotine. Ovaj proces nastaje kao rezultat djelovanja vode ili pare na Si-O-Si vezu kako bi se formirala hidroksidna jedinjenja na vrhu pukotine od silicijum stakla, što rezultira kvarom keramičkog materijala pod primijenjenim opterećenjima.

Stabilnost keramike na bazi cirkonija pri dugotrajnoj izloženosti vlazi i stresu je od posebnog interesa. Keramika bez silikatnog stakla na bazi cirkonija delimično stabilizovanog itrijumom nije podložna hemijskoj koroziji, ali je u literaturi opisana niskotemperaturna degradacija (LTD-Low Temperature Degradation) keramike, poznata kao "starenje" materijala. Ovaj proces nastaje kao rezultat progresivne spontane transformacije tetragonalne u monoklinsku fazu (T→M), što dovodi do smanjenja mehaničke čvrstoće Y-TZP keramike.

Degradacija na niskim temperaturama („starenje“) keramike na bazi cirkonija je detaljno proučavana. Utvrđeno je da je destrukcija nastala u kontaktu sa vodom ili parom tokom sterilizacije i da je imala maksimalnu vrijednost na temperaturi od 250ºS.

Procese "starenja" Y-TZP keramike detaljno je sažeo Swab J. (1991):

Najkritičniji temperaturni opseg za "starenje" je između 200-300ºC;

Učinak "starenja" očituje se u obliku smanjenja čvrstoće, gustoće, otpornosti materijala na pucanje i povećanja sadržaja monoklinske faze u materijalu;
Smanjenje mehaničke čvrstoće materijala nastaje kao rezultat T → M transformacije, što je praćeno stvaranjem mikro i makro pukotina u materijalu;
T→M transformacija počinje na površini i napreduje u tijelo materijala;
Smanjenje veličine čestica i/ili povećanje koncentracije stabilizirajućeg agensa usporava brzinu T→M transformacije;
T→M transformacija je poboljšana u vodi ili pari.

Niskotemperaturna destrukcija ("starenje") keramike na bazi cirkonijum dioksida rezultira uništavanjem površine materijala i to:

Stvaranje hrapave površine, što dovodi do povećanog trošenja materijala;
Formiranje pukotina koje smanjuju vijek trajanja materijala

Brzina razaranja pri niskim temperaturama (“starenja”) Y-TZP keramike zavisi od mnogih faktora, kao što su: hemijski i fazni sastav materijala, veličina čestica materijala, koncentracija stabilizatora, trajanje izloženosti “starećem” okruženju i opterećenju materijala, proizvodnji i preradi materijala .

U radu Akimova G.Ya. i saradnici (2005) analizirali su ovisnost čvrstoće keramike na bazi djelomično stabiliziranog cirkonija (Y-TZP) o stupnju tetragonalnosti tetragonalne faze (T-faze). Kao rezultat istraživanja, utvrđeno je da čvrstoća keramike na bazi djelomično stabiliziranog cirkonija pri relativno visokoj gustoći (≈98-99% teorijske) značajno ovisi o prisutnosti (odsustvu) modifikacije T-faze sa visok stepen tetragonalnosti u svojoj strukturi. Što je veća vrijednost stepena tetragonalnosti, veća je čvrstoća keramike.

Predloženo je da količina monoklinske faze (M-faze) treba da bude manja od 10% za svaku površinu materijala koja je u kontaktu sa medijumom koji „stari“ (voda, para).

Smanjenje veličine čestica i/ili povećanje koncentracije stabilizirajućeg agensa može smanjiti brzinu spontane T→M transformacije u Y-TZP keramici. Veličina čestica mora biti manja od 0,8 µm. Koncentracija stabilizirajućeg itrijum oksida (Y 2 O 3) treba biti 3% mol.

Proizvodni procesi Y-TZP keramike također utiču na kvalitet i stabilnost materijala. Upotreba visoko pročišćenog cirkonijevog praha doprinosi hidrotermalnoj stabilnosti Y-TZP keramike. Upotreba metode vrućeg izostatskog presovanja (HIP - Hot Isostatic Pressing) omogućava postizanje hidrotermalne stabilnosti i smanjenje brzine spontane T→M transformacije materijala, čime se produžava vijek trajanja materijala.

Različite metode obrade Y-TZP keramike, kao što su: glodanje, pjeskarenje, poliranje, termička obrada, utiču na mikrostrukturu materijala i otpornost na "starenje" materijala.

Mineralni zumbul sa Cejlona, koji sadrži cirkonijum, od davnina je poznat kao dragi kamen zbog svoje prelepe blijedožuto-smeđe do dimno zelene boje i posebnog sjaja. Godine 1789. Martin Heinrich Klaproth, član Berlinske akademije nauka, spojio je prah cirkona sa kaustičnom alkalijom u srebrnom lončiću i rastvorio leguru u sumpornoj kiselini. Izolujući silicijsku kiselinu i željezo iz otopine, dobio je kristale soli, a zatim oksid (zemlju) koji je nazvao cirkonijum (Zirconerde). Čisti cirkonijum je izolovan tek 1914. Nazivi "cirkon" i "cirkonijum" (pojavljuje se naziv "cirkon zemlja") potiču od arapskog zarqun - cinober. Perzijska riječ zargun znači "zlatno". Moderna formula tvari koju je dobio Klaproth izgleda ovako: ZrO2. Cirkon se uglavnom vadi iz pijeska (proizvod raspadanja magmatskih stijena). Najveća iskopana ležišta cirkona nalaze se unutar placer provincija (u pijesku) duž istočne i zapadne obale Australije, istočne i zapadne obale Južne Afrike, atlantske obale SAD-a i Brazila.

Cirkonijum je element sekundarne podgrupe četvrte grupe petog perioda periodnog sistema hemijskih elemenata D. I. Mendeljejeva, sa atomskim brojem 40.

Cirkonijum, cirkonijum, Zr (40) postoji u dve kristalne modifikacije: a-oblik sa heksagonalnom zbijenom rešetkom (a = 3,228; c = 5,120) i b-oblik sa kubnom telo centriranom rešetkom (a = 3,61). Prijelaz a -> b događa se na 862 °C. Čisti cirkonijum je plastičan, lako podložan hladnoj i toploj obradi (valjanje, kovanje, štancanje). Prisustvo malih količina kiseonika, dušika, vodonika i ugljika (ili spojeva ovih elemenata sa cirkonijumom) otopljenih u metalu uzrokuje krhkost cirkonija. Modul elastičnosti (20 °C) 97 Gn/m2 (9700 kgf/mm2); granična vlačna čvrstoća 253 MN/m2 (25,3 kgf/mm2); Tvrdoća po Brinelu 640–670 MN/m2 (64–67 kgf/mm2); na tvrdoću veoma snažno utiče sadržaj kiseonika: pri koncentraciji većoj od 0,2%, cirkonijum se ne podleže hladnoj obradi pod pritiskom.

Mehanička svojstva cirkonija se značajno povećavaju kaljenjem; ovo povećanje nestaje nakon žarenja na 100–400 C.

Sa povećanjem temperature, mehanička svojstva cirkonija se značajno mijenjaju: s povećanjem temperature od 20 do 500 C, vlačna čvrstoća se smanjuje za faktor 5, a relativno rastezanje raste za faktor 3.

Spoljno okruženje ima značajan uticaj na mehanička svojstva cirkonija pri visokim temperaturama. Prelazna temperatura a P je 862 C. Cirkonijum se odlikuje izuzetno visokom duktilnošću i otpornošću na koroziju.

U slobodnom stanju, cirkonijum je sjajan metal sa gustinom od 6-45 g/cm3, topi se na 1855 C. Cirkonijum bez nečistoća je veoma duktilan i lako podložan hladnoj i toploj obradi.

U industriji, proizvodnji silikata i metalurgiji prvi su upotrijebili cirkonij dioksid. Još početkom našeg veka proizvodili su se cirkonski vatrostalni materijali koji traju tri puta duže od uobičajenih. Značajne količine cirkonija se koriste u proizvodnji keramike, porculana i stakla.

2. Upotreba cirkonija u stomatologiji

Glavna sirovina za proizvodnju cirkonijum dioksida je mineral cirkon (ZrSiO4). Od njega se hemijskim tretmanom uz pomoć aditiva dobija cirkon oksid. Dobiveni prah reagensa se pomiješa sa aditivima. Razlikuju se aditivi za sinterovanje, koji posebno utiču na svojstva sinterovanja i svojstva gotove keramike, i pomoćnih materijala koji doprinose oblikovanju.

Za stomatološke primjene, cirkonij oksid je legiran itrijumom kako bi se stabilizirala takozvana tetragonalna faza. Na različitim temperaturama, cirkonijum oksid postoji u različitim kristalnim fazama. Najveći interes za praktičnu stomatologiju su, prije svega, faze kao što su tetragonalna i monoklinska faza. Tetragonalna faza ima zapreminu 4% manju od monoklinske. Obje faze su prisutne u okviru od cirkonijum oksida, a materijal teži prvenstveno monoklinskoj fazi na sobnoj temperaturi. Ako se u okviru razvije pukotina, tetragonalne čestice stabilizirane itrijumom postaju monoklinske, što dovodi do povećanja volumena. Zbog takve fazne transformacije u keramici nastaje tlačno naprezanje, što idealno dovodi do prestanka progresije pukotina. Ovaj proces se naziva transformacijsko poboljšanje ili "efekat zračnog jastuka" cirkonijum oksida. Nakon stabilizacije praha cirkona sa itrijumom, vrši se presovanje. Postoje sljedeće vrste presovanja:

Po temperaturi:

1) hladno (na sobnoj temperaturi)

2) toplo presovanje (zagrevanje do 700 C - 900 C u atmosferi argona).

Na osovinama kompresije:

1) jednoosovinska (presa je samo odozgo i kreće se dole)

2) dvoosovinski (prese se kreću jedna prema drugoj)

3) izostatična (prese se kreću sa svih strana prema centru)

Vrsta presovanja određuje strukturu presovanog bloka (broj i veličinu mikropraznina u bloku), a samim tim i ujednačenost i zapreminu skupljanja pri sinterovanju, a time i kvalitetu finalnog proizvoda. Najprihvatljiviji tip presovanja je izostatičko vruće prešanje (IHP). Ovaj proces je tehnološki najsloženiji i najskuplji, ali omogućava postizanje najboljeg rezultata na kraju.

Cirkonijum blankovi (cirkonijum blokovi) izrađuju se različitim tehnikama. Dok aglomerirajući aditivi ostaju u cirkon oksidu, pomoćni materijali, koji osim vode su uglavnom hlapljivi organski spojevi, uklanjaju se iz odljevka od cirkon oksida prije procesa sinterovanja, ne ostavljajući ostatke. Iako je ovaj materijal podvrgnut procesu prethodnog sinterovanja, materijal se i dalje može obrađivati sa volfram karbidnim svrdlama. Predmet je izrezan rezačem od bloka cirkona, mekog kao kreda, oko 25% većeg od veličine predmeta. Zatim se vrši konačna aglomeracija na temperaturi od 1500 ˚C i time se postiže konačna konzistencija. Tokom ovog procesa, objekat se smanjuje za 20%. Tek u procesu konačne aglomeracije strukture zaista dobijaju svoje prave karakteristike. Zgušnjavanje čestica praha cirkon oksida nastaje smanjenjem specifične površine.

To se postiže termički ovisnim difuzijskim procesima sa promjenom dijelova površine, granice zrna i volumena difuzije. Ako je difuzija čvrstog stanja prespora, proces aglomeracije se može izvesti pod pritiskom. To se zove vruće presovanje ili vruće izostatičko prešanje (“HIP proces”) cirkona. Karakteristike takve cirkon keramike u većoj mjeri zavise od kemijskog sastava materijala i procesa proizvodnje.

Pravi se razlika između potpuno stabiliziranog cirkonija (FSZ) i djelomično stabiliziranog cirkonija (PSZ). Djelomična stabilizacija se može postići dodatkom 3-6% CaO, MgO ili Y2O3. U zavisnosti od proizvodnih uslova, može se stabilizovati kubična, tetragonalna ili monoklinička modifikacija. Djelomično stabilizirani cirkonij ima otpornost na visoke temperature i stoga je pogodan za upotrebu na visokim temperaturama u mašinstvu.

Kubni cirkonijum se može stabilizovati od apsolutne nule do solidus krive dodavanjem 10-15% aditiva CaO i MgO (FSZ), a ovaj keramički materijal može termički i mehanički izdržati temperature od 2000 ˚C. Međutim, zbog niske toplinske provodljivosti i visokog koeficijenta toplinske ekspanzije u usporedbi s djelomično stabiliziranim cirkonijumom, termička stabilnost potpuno stabiliziranog cirkonija je niža. Cirkonijum koji se koristi u stomatologiji ima sledeći sastav: 95% ZrO2 + 5% Y2O3.

Popularno u kategoriji: