Zirkonium (42 fotografií): kov ve špercích. Co to je? Chemický prvek. Bod tání a použití, přehled vlastností

Zirkon a zirkonium – zní to podobně, ale.

Zirkon – přírodní a velmi drahý drahokam, srovnatelný cenou se safírem a krásou a fyzikálními vlastnostmi, které nejsou horší než jiné, slavnější drahokamy. Jedná se o průhledný kámen různých barev s velmi silným leskem, díky kterému byl zirkon na východě nazýván „malým bratrem diamantu“. Předpokládá se, že název minerálu pochází z perského slova „tsargun“ – „zlatý kámen nebo zlatavě zbarvený“, zjevně ze zlatožluté barvy jedné z odrůd zirkonu – hyacintu.

Již ve středověku byly známy šperky, které byly považovány za „nedokonalé diamanty“. Měli jiné jméno – “Mantara stones” (podle místa, kde se minerál těžil v Mantaře na ostrově Cejlon). Tyto „nedokonalé diamanty“ se od běžných lišily o něco nižší tvrdostí a méně intenzivním leskem po vybroušení. Tehdy ještě netušili, že nejde o diamant, ale o jediný krystal zirkonu.

Mnoho lidí to neví zirkon (Zirkon) a kubické zirkonie (Cubic Zirconia, CZ) jsou úplně jiné kameny. To, co mnoho lidí mylně nazývá „zirkon“, je ve skutečnosti syntetizovaný kubický oxid zirkoničitý, neboli dobře známý krychlová zirkonia. Název pochází ze zkratky FIAN (Fyzikální ústav Akademie věd), kde tento minerál v roce 1972 vznikl. Kubická zirkonie je uměle vypěstovaný krystal imitující diamant, avšak s nižšími vlastnostmi, a je velmi oblíbený mezi znalci šperků pro svůj zářivý diamantový lesk. Tento syntetický kámen se v posledních letech etabloval jako vynikající obdoba drahých kamenů a jako nejlepší náhrada přírodních diamantů. Velké a dobře broušené kubické zirkonie jsou poměrně drahé a ve šperkařství vzácné.

I syntetické diamanty mohou být drahé. Materiál imitace musí mít všechny vlastnosti přírodního kamene, ale nejdůležitější je, aby byl levný. Kubický zirkon, neboli „zirkon“, což je vlastně kubický zirkon, vypěstovaný sovětskou technologií, ale maskovaný pod těmito obchodními názvy, se dováží ze zahraničí. Není to vůbec diamant, ani přírodní minerál, ani chemický prvek (kov) zirkonium. Kubická zirkonie, lakovaná v jakékoli barvě, vytváří díky diamantové hře jedinečný obraz, který je zcela odlišný od jakéhokoli přírodního kamene.

V periodické tabulce je prvek – kovový zirkon (Zr), nalezený v přírodě minerální zirkon – křemičitan zirkoničitý (ve skutečnosti sůl), který má nezávislé klenotnické aplikace, se pěstuje v laboratoři (;kubický zirkon). To znamená, že zirkonium, zirkon a kubická zirkonie jsou různé materiály.

Zirkon je přírodní kámen vyvřelých hornin. Může obsahovat různé prvky, které dodávají zirkonu různé barvy. Ve špercích se používají především průhledné krystaly zirkonu zlatožluté, červenohnědé, růžové barvy.

Odrůdy zirkon: hyacint (oranžová nebo hnědočervená), žargon (slámově žlutá), zelený zirkon. Přírodní zirkon je v klenotnictví poměrně vzácným hostem, protože tyto kameny jsou vzácné a minerály jakosti drahokamů jsou ještě vzácnější. Těžba probíhá především na Cejlonu, Barmě a Thajsku. Většina šperkařských zirkonů se těží z naplavenin písku a oblázků v rýžovištích na Srí Lance, v Thajsku a na Madagaskaru. Depozita šperkařského zirkonu jsou velmi vzácná.

Když říkají „Zircon“, znamená to přírodní zirkon, nikoli kubický zirkon, tj. Pokud si koupíte výrobek údajně se zirkonem, ale na štítku je uveden kubický zirkon, znamená to, že nekupujete zirkon, ale kubický zirkon. Pozor, pravé přírodní zirkony jsou poměrně vzácné. Ani jeden normální obchod nebo továrna nebudou podvádět nové produkty pod trestem trestní odpovědnosti.

Nošení šperků se zirkony vyžaduje zvláštní pozornost a opatrnost, protože kámen je velmi křehký a může se snadno rozbít. Malé zirkony mohou ve špercích rychle ztratit svůj lesk, pokud o ně není pravidelně pečováno. Je lepší nekupovat červené syntetické zirkony, které napodobují rubín a spinel, ale hledat syntetický korund (rubíny), které mají prodejnější vzhled, jsou tvrdší než zirkony a snadněji se o ně pečují.

Nejstarší kov má jedinečné vlastnosti, které jsou žádané v různých sférách života. S rozvojem nových výrobních technologií popularita zirkonia pouze roste. Historická data, stejně jako vlastnosti a složení chemického prvku, pomohou tuto záhadu vyřešit.

Co je to?

Ve slavné periodické tabulce D. I. Mendělejeva je atomové číslo zirkonia 40, jeho označení je Zr. Zirkonium patří do 4. skupiny, je v 5. periodě. Hmotnost atomu je 91,22 g/mol. Poloměr atomu je 160 pikometrů. Ve středu se nachází jádro, dále neutrony a protony. Kolem atomu je 5 oběžných drah, které obsahují 40 elektronů. Přírodní materiál je přítomen ve formě oxidů, solí nebo silikátů. Navenek kov vypadá jako ocel. Složení kovového prvku může obsahovat další nečistoty, díky nimž se získávají různé barvy a odstíny.

Zirkonium je třeba odlišovat od zirkonu a kubického zirkonia. Věc se má tak, že zirkonium je kov, který se podobá oceli. Zirkon je přírodní kámen, který se podobá zlatu a obsahuje atomy zirkonia.

Kubický zirkon je umělý krystal, který má lesk a vzhledem připomíná diamant. Získává se za použití oxidu zirkoničitého za působení vysokých teplot.

Historie původu

Podle vědců je zirkonium nejstarší chemickou složkou, vzniklo před 3,5 miliardami let. Jeho stopy byly nalezeny v nejhlubších vrstvách zemské kůry. Při studiu minerálu zirkonu se německému vědci Klaprothovi podařilo izolovat nerozpustný koncentrát, oxid zirkoničitý. Tato událost se odehrála v roce 1789.

Švédský vědec Berzelius byl v roce 1824 schopen izolovat zirkonium jako volný prvek. Čistý chemický prvek byl získán až v roce 1925. To se podařilo nizozemskému chemikovi Antonu Eduardovi van Arkelovi. Původ samotného názvu chemického prvku je stále neznámý. Existuje názor, že kořeny je třeba hledat v arabštině. Existuje také názor, že název pochází z perštiny.

Základní vlastnosti

Stříbrný kov má dobrou plasticitu. Zirkonium je odolné vůči korozi, alkalickým roztokům a nedegraduje se v kyselém prostředí. Snadno se zpracovává válcováním, kováním nebo tvářením. Na vnější straně má materiál neviditelný povlak, který spolehlivě chrání před účinky plynů, páry a vody. Prvek je odolný vůči vlivu vysokých teplot, amoniaku, kyselin a zásad.

V práškové formě je tento chemický prvek i při normální pokojové teplotě výbušný a snadno hořlavý. Je třeba poznamenat, že tento prvek je užitečný jako příměs. Přidává se do složení různých slitin. To zvyšuje pevnostní vlastnosti a odolnost výsledného materiálu proti opotřebení. Přidávání jakýchkoli nečistot do chemického prvku je však nepřijatelné, protože výrazně zhoršuje jeho vlastnosti.

Je třeba poznamenat, že chemický prvek má nízkou pevnost, což může vést k odštěpování a ztrátě estetického vzhledu. Úroveň pevnosti je ovlivněna počtem složek plynu. Čím větší je jejich počet, tím nižší jsou ukazatele pevnosti.

Fyzický

• Při teplotě 20 °C je hustota zirkonia 6,5 g/cm3.
• Pevnost je 175 MPa.
• Index pružnosti – 96 MPa.
• Bod tání je 1855 °C.
• Bod varu je přibližně 4350 °C.
• Tepelná vodivost je 300 K.
• Zirkonium se zahříváním magnetizuje.
• Ve své čisté formě je tento prvek plastický. Přidání nečistot, jako je dusík, kyslík, vodík a uhlík, však materiál křehne.
• Tvrdost podle Brinella je 640-670 MN/m2. Tento ukazatel je výrazně ovlivněn přítomností kyslíku. Čím více kyslíku, tím větší tvrdost. Při vysoké tvrdosti nelze zirkonium zpracovávat pod tlakem. Interakce s kyslíkem je vyvolána zvýšením teplotních ukazatelů.
• Zirkonium je odolné vůči vodě při teplotách až 300 °C.
• Tvrdost podle Vickerse se pohybuje od 600 do 1700 MPa.

Chemické

• Zirkonium má nejvyšší oxidační stav, který je +4. Nižší oxidační stav se v kovu nachází v přítomnosti nečistot ve formě chloru a bromu. K oxidaci dochází při teplotách 200-400 °C.
• Když se prvek zahřeje na 250 °C a více, dochází k absorpci vodíku, což vede k tvorbě hybridů s kovovými vlastnostmi.
• Interakce s halogeny podporuje tvorbu halogenidů zirkonia.
• Oxidy se tvoří při teplotách 500 °C a vyšších.
• Elektronegativita je nulová.
• Kovalentní poloměr je 145 pm.

Je třeba poznamenat, že fyzikální a chemické ukazatele nejsou konstantní. Mění se v závislosti na přítomnosti určitých nečistot.

Způsoby, jak se dostat

Zirkonium se získává z rudných koncentrátů. Často se vyskytuje ve formě oxidů a silikátů. V čisté chemické formě se v zemské kůře nevyskytuje. V přírodě se vyskytuje zirkon a baddeleyit. Ložiska tohoto chemického prvku jsou rozptýlena po celém světě. Velká ložiska jsou vzácná. Velké množství ložisek rud se nachází v Austrálii, Brazílii, Indii a Jižní Africe. V Rusku jsou za bohaté na zásoby rud považovány Murmanská, Tomská, Tambovská a Nižnijnovgorodská oblast. Poloostrov Kola se řadí na první místo v zásobách zirkonia.

V rudě je často spolu se zirkoniem přítomno i hafnium, které má podobné vlastnosti. Každý prvek má jednotlivě cenné vlastnosti, ale jejich kombinace je nepřijatelná, protože činí přírodní materiál nevhodným pro použití. Pro oddělení jednoho chemického prvku od druhého se používá vícestupňový systém čištění. To výrazně zvyšuje náklady na výrobu zirkonia. V průmyslu se používají koncentráty oxidu zirkoničitého, které se získávají obohacováním rudy.

Existují různé metody extrakce kovů.

• Chlorid. Krollova metoda je založena na chloraci oxidu zirkoničitého. Následně se čistí a regeneruje pomocí hořčíku. Metoda se často používá kvůli svým relativně nízkým nákladům. Existují dvě možné metody chlorace. Přímý proces se provádí při teplotách od 2 °C do 900 °C. Druhá metoda zahrnuje chloraci výchozí směsi při teplotách od 1000 °C do 400 °C.
• Fluorid. Metoda spočívá ve slinování koncentrované směsi zirkonia s draslíkem při teplotě 600 až 700 °C. Výsledný koncentrát se alkalizují a čistí. Poté se tavenina elektrolyzuje a izoluje se kovová složka.
• Alkalický. Metoda je navržena k izolaci oxidu zirkoničitého. K získání kovového prvku se používá fluoridová nebo chloridová metoda. Zirkonium se převádí na rozpustnou složku procesem alkalizace. To se provádí slinováním, například směsí uhličitanu vápenatého a chloridu při teplotě 1000 až 1300 °C. Poté se provádí alkalizace, čištění, hydrolýza a kalcinace. V laboratorních podmínkách se tak získá zirkonium. Z konečného produktu se vytvoří tyče, které se odesílají do výroby.

Zobrazit přehled

V závislosti na použití může být chemický prvek prezentován jako pevná slitina se stříbřitým odstínem nebo ve formě modrého prášku. Drahokamy syntetizované z chemického prvku mohou mít různé odstíny. Popis barvy, její intenzita, závisí na množství a druhu nečistot, například cer, titan, erbium, chrom. Také křemičitan zirkoničitý, který je součástí zirkonu, je reprezentován následujícími odrůdami.

• Hyacint. Má hnědý, červený nebo růžový odstín.
• Diamant Matar. Průhledný kámen nemá barvu a těží se na ostrově Matara.
• Žargon. Vyznačuje se slámovým, zlatavým odstínem.
• Hvězdný lite. Průhledný kámen s modrým odstínem.
• Malacon. Má tmavě hnědou barvu.

Сферы применения

V závislosti na druhu a skupenství chemického prvku je jeho použití rozšířené v různých oblastech života.

• Tento kov se používá pro průmyslové účely, ve šperkařství a v každodenním životě.
• V průmyslu se nejčastěji používá zirkon, křemičitan zirkoničitý, oxid zirkoničitý a baddeleyit.
• V metalurgickém průmyslu se tento chemický prvek používá k legování ocelí. Přidává se do slitin pro zlepšení kvality. Díky zirkoniu se zvyšuje pevnost a usnadňuje se proces řezání.
• Při výrobě pyrotechniky se zirkonium používá v práškové formě. Při hoření směsi nevzniká kouř, proto se používá při tvorbě ohňostrojů a pozdravů.
• V chemickém průmyslu se zirkonium používá k výrobě otěruvzdorné keramiky.
• Tento kov našel široké uplatnění při výrobě vojenské techniky, například pro výrobu dálkově ovládaných bomb, střel a osvětlených střel. Kovové slitiny jsou nedílnou součástí konstrukcí jaderných reaktorů.
• Výroba smaltu, keramiky a glazury se také neobejde bez zirkonia. V tomto případě se používá oxid zirkoničitý. Netmavne, má reprezentativní vzhled a zlepšuje kvalitu výrobku.
• Tento kov se používá při činění kůže. V tomto případě se používají sloučeniny se síranem.
• Ve strojírenství se kov používá při výrobě čerpadel a uzavíracích ventilů.
• Na rozdíl od olověných zástěr poskytuje i tenký kovový plát výrazně účinnější ochranu před pronikáním rentgenového záření.
• Zirkonové komponenty nezpůsobují alergické reakce, odmítnutí, mají odolnost proti opotřebení, pevnost a plasticitu. Používají se v traumatologii k léčbě různých zlomenin.
• Široké použití oxidu zirkoničitého ve stomatologii je dáno absencí dráždivého faktoru při ovlivnění měkkých tkání nebo kostní struktury. Z tohoto kovu se vyrábějí nástroje, zubní implantáty, korunky, závorky, dlahy, svorky a šicí materiály.
• Šperky z oxidu zirkoničitého a kubické zirkonie jsou proslulé nejen svým nádherným vzhledem, ale také svými blahodárnými účinky na celé tělo.

Existuje názor, že v závislosti na barevném schématu existuje na tělo jiný účinek.

• Při nachlazení se doporučuje používat černý kov.
• Pokud máte špatnou chuť k jídlu, pomůže vám prvek s červeným odstínem.
• Hnědá barva se používá k očistě těla.
• Průhledné minerály nebo modré kameny pomáhají obnovit metabolismus.

Zirkonium se používá k výrobě stolního nádobí, jako jsou hrnky, lžíce, sklenice a další náčiní. Tento kov se používá také v optice, která je určena pro použití v extrémních podmínkách, jako jsou vysoké teploty nebo náhlé změny teplot. Kubické zirkonie mají velký úhel lomu, který se používá při výrobě čoček. Samostatně stojí za zmínku použití kovu ve špercích. Ve starověku se zirkon nazýval „nedokonalým diamantem“, protože po broušení byl jejich lesk matnější ve srovnání s přírodními kameny.

Je třeba poznamenat, že K dekoraci se používají malé kameny, protože jsou bezpečnější z hlediska emise záření. Jsou slabě zbarvené a mají nízkou průhlednost. Velké kameny se vyznačují nadměrnou radioaktivitou. Jsou neprůhledné a mají jasnou barvu. Takové kameny nelze skladovat doma, brousit ani přepravovat. Zirkonium se používá při výrobě prstenů, náušnic, tiár, přívěsků a medailonů. Kovové vložky a povlaky se často používají k výrobě výrobků.

Najdete zde nepokovené šperky, šperky se stříbrem, kubickými zirkony i šperky s masivním vzorem. Lze je nosit jak na slavnostní příležitosti, tak i pro každodenní nošení.

Správná péče a skladování pomohou zachovat šperky v jejich původní podobě. Doporučuje se je čistit hadříkem namočeným v mýdlové vodě. Poté předmět opláchněte pod vodou, otřete dosucha a vyleštěte flanelem. Kameny je lepší skladovat odděleně od ostatních šperků. Tím se zabrání mechanickému poškození.

Abyste se vyhnuli omylu ohledně pravosti produktu, měli byste věnovat pozornost následujícím bodům.

• Struktura lomu světelných paprsků. Musí být mnohostranná.
• Přítomnost kovového lesku. Vyznačuje se jednotností.
• Přítomnost nažloutlých inkluzí.

Zajímavá fakta

Ve středověku španělští klenotníci vyráběli unikátní šperky ze zirkonu, který byl vysoce radioaktivní. Vzhledem velmi připomínaly drahé kameny. Nošení takových šperků bylo extrémně nebezpečné. Už ve starověku se vědělo, že dlouhé nošení velkých tmavých kamenů vedlo k rychlé smrti jejich majitele. Hyacint byl pojmenován po květině. Podle mytologie Apollón vypěstoval květinu z krve mladého muže jménem Hyacint, kterého Apollón velmi miloval.

Vzhledem ke svému lesku a přítomnosti různých barev by se kámen mohl snadno zaměnit s diamantem, safírem, turmalínem nebo topazem. Podvodníci toho často zneužívali a vydávali šperky za cennosti. Obyvatelé Asie tento kámen uctívali a obdařovali ho magickými vlastnostmi. Pro ně byl talismanem. Vyráběly se z něj amulety a přívěsky.

Starověcí mudrci věřili, že kámen propůjčuje dar předvídavosti. Věřilo se, že zirkonový amulet chrání před zlem, závistivými lidmi a podporuje duševní rozvoj.

V Indii se kameni připisovala schopnost ovládat slunce a měsíc. Věřilo se, že talisman pomáhá vědcům, obchodníkům, cestovatelům a milencům v jejich záležitostech. Astrologové také věnovali pozornost jedinečným vlastnostem kamene. Podle jejich názoru, Zirkonium je vhodné pro Berana, Kozoroha a Vodnáře. Jeho nošení by měli omezit, nebo se mu dokonce úplně vyhnout Býci, Váhy, Střelci a Raci.

Tak Pro Vodnáře jsou ideální žluté nebo modré minerály s kovovou záři. Nošení tohoto produktu pomáhá rozvíjet intuici, analytické schopnosti a objevuje se vytříbený vkus. Kozorohům se však hodí modře zbarvený kámen, který se doporučuje nosit na levé straně. Tím se posiluje magické spojení. Pro Berana jsou vhodnější slaměné nebo červené kameny. Nošení produktu pomáhá rozvíjet magické schopnosti, pozornost a opatrnost.