705锆的硬度约为700HV。锆材料硬度较高,一般锆钢合金的硬度在Vickers硬度测试下为200-400HV,锆材料的硬度随其含铌量的增加而增加,锆合金中铌含量在2-4%时,硬度可以达到700-800HV。
原始宝石锆石,锆的主要来源。(©vvoe | Shutterstock)
锆是一种银灰色过渡金属,是一种具有延展性和延展性的元素,容易形成稳定的化合物。它还具有很高的耐腐蚀性。锆及其合金几百年来被广泛使用。
它通常用于腐蚀性环境。根据Chemicool的说法,锆合金可以在管道、配件和热交换器中找到。据矿物教育联盟称,锆还用于钢合金、有色釉料、砖块、陶瓷、磨料、闪光灯、灯丝、人造宝石和一些除臭剂中。
锆的其他用途包括催化转换器、炉砖、实验室坩埚、手术器械、电视玻璃,根据伦泰克的说法,从真空管中去除残余气体,并用作钢等合金的硬化剂。此外,根据杰斐逊实验室的数据,碳酸锆被用来治疗毒常春藤。根据洛斯阿拉莫斯国家实验室的数据,在S型恒星、太阳、陨石和月球岩石中发现了
锆。月球岩石与陆上岩石相比具有惊人的高锆石含量,根据来自各种阿波罗任务的月球岩石样品的分析。地球上的“KdSPE”“KDSPs”,锆的来源主要是在澳大利亚、巴西、美国开采的锆石和斜锆石(锆石)。据矿产教育联盟称,南非、俄罗斯和斯里兰卡。锆在地壳中的自然丰度是百万分之165,根据Chemicool的说法,
只是事实原子序数(原子核中的质子数):40个原子符号(在元素周期表上):锆原子量(原子的平均质量):9122密度:377盎司/立方英寸(652克/立方厘米)室温下相:固体熔点:3362华氏度(1,850摄氏度)沸点:7952华氏度(4400摄氏度)自然同位素数(同一元素的原子与不同数量的中子):5。实验室中还发现了20种人工同位素。最常见的同位素有:Zr-90(自然丰度的515%)、Zr-94(自然丰度的1738%)、Zr-92(自然丰度的1715%)、Zr-91(自然丰度的112%),Zr-96(自然丰度的28%)
锆的电子构型和元素性质。(Greg Robson/Creative Commons,Andrei Marincas Shutterstock)历史
锆石是一种宝石,有蓝色、**、绿色、棕色、橙色、红色,偶尔也有紫色。这个词来自波斯语“zargun”或金色。据荷兰历史学家彼得·范德克罗特(Peter van der Krogt)说,几百年来,它一直被用于珠宝和其他装饰。据Minerals报道,它比任何其他天然宝石都更像钻石。在中世纪,锆石甚至被认为能诱导睡眠,促进财富、荣誉和智慧,驱除瘟疫和邪恶的灵魂。据Chemicool说,德国化学家马丁·海因里希·克拉普思(Martin Heinrich Klaproth)在1789年从斯里兰卡的锆石样品中发现了锆。该样品的成分为25%的二氧化硅、05%的氧化铁和70%的新氧化物,他称之为“锆石”(或称“地球锆石”)。克拉普思后来也在杰辛特发现了锆英石,一种浅**的锆英石,但他无法分离金属,据范德克洛格特说,
英国化学家汉弗莱·戴维爵士(Sir Humphry Davy)在1808年试图通过电解分离锆英石来获得纯锆,但没有成功,据Chemicool说。然而,据van der Krogt所说,他确实为金属本身提出了锆的名称。
Jons JBerzelius,瑞典化学家,1824年根据Chemicool分离出锆。他把含钾混合物的铁管加热,制成黑色粉末锆“KdSPE”“KDSPs”,尽管牙科和医疗用合金中的锆和其他元素无毒,但仍在进行研究,以确保材料本身在长期内不会产生不利的副作用。意大利一组科学家在2016年发表在《公共科学图书馆·综合》上的一项针对肥胖参与者的研究发现,锆植入物可能与一些健康问题有关,比如炎症、骨骼和结缔组织疾病。某些生物标记物(miRNAs)的变化量非常小,人们相信它们随着时间的推移而积累,这使得很难确定确切的原因。虽然还需要进一步的研究,但这项研究有助于理解人体与植入医疗器械之间的联系。作者认为,目的是利用mrRNAs协助伤口愈合和宿主植入物整合。
附加资源
矿物教育联盟:锆矿物:锆彼得·范德克朗特的元素学:锆
锆材ZR702(UNS R60702)纯锆
R60702的特性:
锆是一种耐蚀性很强的金属,适用于化工耐蚀设备,它的抗酸性优于钛和各种钢,接近于钽。锆在碱溶液中也相当稳定。
锆完全能耐碱性溶液和熔融碱的侵蚀。它在氢 氧 化钠介质中的耐腐蚀性与镍相同,由于锆具有优异的抗腐蚀能力,在许多情况下比钽和贵金属好得多。此外,锆还具有良好的机械性能和抗高温性能,因此,锆在化工设备中,特别是在抗腐蚀性能要求高的设备上锆主要用来制造化工设备中热交换器,容器衬里,阀门,泵壳,叶片,搅拌器,导管等,许多生产肥料,树脂,塑料,酸类的化工设备都采用锆。
Zr702和Zr705应该都是ASTM编号,成分上唯一区别是Zr705的氧含量高一点,Zr702小于016,Zr705小于018但是力学性能上Zr705要比Zr702好一些。耐腐蚀性能上面没有太大区别
(1)根据流程信息知道斜锆石在高温下,可以和焦炭以及氯气反应得到四氯化锆,发生的化学反应方程式为:ZrO2+2C+2Cl2
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故答案为:ZrO2+2C+2Cl2
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(2)已知:
①Mg(l)+Cl2(g)=MgCl2(s);△H=akJmol-1
②Zr(s)+2Cl2(g)=ZrCl4(g);△H=bkJmol-1
则反应2Mg(l)+ZrCl4(g)=2MgCl2(s)+Zr(s)可以通过2×①-②得到,根据盖斯定律,该化学反应的焓变为(2a-b)kJ/mol,该反应在Ar气氛中进行,这样可以防止金属和空气中的成分之间发生化学反应,故答案为:(2a-b) kJ/mol;防止金属在高温下与空气中的O2、CO2、N2反应;
(3)ZrCl4在潮湿的空气易发生水解反应,生成的氯化氢易形成盐酸液滴而导致的,故答案为:水解;盐酸酸雾;
(4)锆在高温下与水蒸气反应产生大量氢气,根据置换反应的概念,还会生成一种化合物,根据元素守恒,知道该化合物是ZrO2,即Zr+2H2O
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故答案为:Zr+2H2O
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(5)甲烷具有还原性,为原电池的负极,被氧化,电极反应式为CH4-8e-+4O2-═CO2+2H2O,通入空气的一极为原电池的正极,发生还原反应,电极反应式为O2+4e-=2O2-,在原电池中,电解质里的阴离子移向负极,故答案为:负;O2+4e-═2O2-;CH4-8e-+4O2-═CO2+2H2O.
锆,原子序数40,原子量91224。1789年德国化学家克拉普罗斯在锆石中发现锆的氧化物,并根据锆石的英文名命名;1824年瑞典化学家贝采利乌斯首次制的不纯的金属锆;1925年荷兰科学家阿克尔和德博尔制得有延展性的块状金属锆。锆在地壳中的含量为0025%,但分布非常分散。主要矿物有锆石和二氧化锆矿。天然锆有6种稳定同位素:锆90、91、92、94、96,其中锆90含量最大。
锆为银灰色金属,外观似钢,有光泽;熔点1852°C,沸点4377°C,密度649克/厘米3。锆容易吸收氢、氮和氧气;锆对氧的亲和力很强,1000°C氧气溶于锆中能使其体积显著增加。锆一般被认为是稀有金属,其实它在地壳中的含量相当大,比一般的常用的金属锌、铜、锡等都大。锆合金可以耐很高的温度,用作制作核反应的第一层保护壳。锆的表面易形成一层氧化膜,具有光泽,故外观与钢相似。有耐腐蚀性,但是溶于氢氟酸和王水;高温时,可与非金属元素和许多金属元素反应,生成固溶体。锆单质的可塑性好,易于加工成板、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。锆的耐蚀性比钛好,接近铌、钽。锆与铪是化学性质相似、又共生在一起的两个金属,且含有放射性物质。地壳中锆的含量居第19位,几乎与铬相等。自然界中具有工业价值的含锆矿物,主要有锆英石及斜锆石。
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