Циркон: түүн дээр суурилсан хайлш. Шинж чанар, хэрэглээ

2024 Зохиолч: Howard Calhoun | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-02 13:59

Ховор, гэхдээ нэгэн зэрэг олон салбарт маш чухал ач холбогдолтой металл болох циркониг зөвхөн 1824 онд анх тусгаарлаж байжээ. Гэсэн хэдий ч энэ нь бусад элементүүдийн тодорхой хувийг агуулж байв. Зөвхөн 20-р зуунд л янз бүрийн хольцгүй цэвэр цирконийг олж авах боломжтой болсон. Үүн дээр суурилсан хайлшийг галд тэсвэртэй материал, зүлгүүр, керамик будаг, зүлгүүр, нэхмэл эдлэл, дезодорант, хиймэл чулуу үйлдвэрлэхэд амжилттай ашигладаг. Мэдээжийн хэрэг, энэ металлын анагаах ухаанд өндөр ач холбогдлыг мартаж болохгүй. Түүний тухай нэмэлт мэдээлэл аваарай.

Төмөрлөгийн хөгжил

Циркон нь цөмийн эрчим хүчний инженерийн хайлшийн гол бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Гэхдээ үүний тулд янз бүрийн хольцоос аль болох цэвэр байх шаардлагатай. Цирконийн хүдэрт гафни зэрэг газрын ховор элемент төдийгүй азот, нүүрстөрөгч, хүчилтөрөгч байдаг нь баримт юм. Ийм металл бус хольц нь нэлээд аюултай бөгөөд цөмийн реакторын бүтцийн материалын найрлагад сая хувиас илүүгүй хэмжээгээр багтаж болно. Тиймээс дээр цэвэр циркони болон хайлш авахҮүний үндэс нь нэлээд урт бөгөөд хөдөлмөр их шаарддаг үйл явц юм. Эхлээд баяжмалыг онгойлгож, дараа нь баяжуулж, хүсээгүй хольц, гафниумыг ялгаж авна.

Цэвэр циркон нь ердийн металл шиг харагддаг. Гаднах төрхөөрөө, энэ нь гантай маш төстэй, гэхдээ тэр үед илүү бат бөх, уян хатан байдаг. Мэдээжийн хэрэг, үүн дээр суурилсан хайлшийн хувьд түүний шинж чанар нь бусад элементүүдийн хэмжээнээс хамааран ихээхэн ялгаатай байж болно. Жишээлбэл, хүчилтөрөгч (0.6% -иас их) нь цирконийг илүү хэврэг болгодог. Гэхдээ бас нэг сул тал бий: энэ металлын давхар исэл (ZrO_{2) нь 2680 °C хайлах цэгтэй.}

Барилгын үндсэн материал

Түрүүн дурдсанчлан циркони болон түүний хайлшийг ашигладаг хамгийн өргөн газар бол цөмийн үйлдвэр юм. Тэдний гол давуу тал нь жижиг дулааны нейтрон барих хөндлөн огтлолтой (ердөө 0.18 амбаар), зэврэлтээс хамгаалах шинж чанар сайтай, хайлах температур өндөртэй байдаг. Тиймээс TVEL нь цөмийн түлш байрлуулсан цөмийн реакторын идэвхтэй бүсийн үндсэн бүтцийн түлшний элемент юм. Үүний дотор хүнд цөмийн хуваагдал үүсдэг бөгөөд энэ нь түлшний элемент нь хамгийн бат бөх, галд тэсвэртэй металлаар хийгдсэн байх ёстой бөгөөд энэ нь реактор дахь нейтрон шингээлтийн шинж чанарыг өөрчлөх ёсгүй.

Тиймээс түүний бүрхүүлийг хийхэд цирконы хайлш ашигладаг. Тэдэнд тавигдах шаардлага нэлээд хатуу. Тиймээс хайлшлах элементүүд нь түүний шинж чанарыг муутгах ёсгүй. Ялангуяа энэ нь дулааны нейтроныг барих жижиг хөндлөн огтлолтой холбоотой юм. тулд цирконий хайлшазотын хортой нөлөөг дарах, зэврэлтээс хамгаалах шинж чанарыг сайжруулах. Менделеевийн үечилсэн системийн олон элементүүд нь зарим шинж чанарыг бууруулдаг тул тохиромжгүй байдаг.

Түлшний саваа хийхэд ашигладаг хамгийн алдартай хайлш бол циркалой юм. Түүний гол хайлшийн элемент нь цагаан тугалга, туслах элементүүд нь төмөр, хром, никель юм. Орос улсад ниобиумыг цирконий хайлш хийхэд ихэвчлэн ашигладаг. Энэ нь мөн бага дулааны нейтрон барих хөндлөн огтлолтой, устөрөгчийн шингээлтийг багасгаж, зөвхөн хатуу уусмал үүсгэдэг. Энэ нь эргээд хайлшийг өндөр уян хатан чанартай болгодог.

Цирконийн хайлш

Энэ металлын зэврэлтэнд тэсвэртэй байдал нь яагаад хар ба өнгөт металлургийн хайлшийн элемент болгон ашигладаг болохыг тайлбарладаг. Үүнээс гадна давсны болон азотын хүчил, шүлтлэгт уусдаггүй. Тиймээс магнийн цирконы олон бүрэлдэхүүн хэсэгтэй хайлш нь маш их алдартай байдаг. Үүнээс гадна энэ металлтай хайлш нь титаны хүчилд тэсвэртэй байдлыг нэмэгдүүлдэг. Цирконийн зэстэй хайлш нь өндөр хүч чадал, цахилгаан дамжуулах чадвартай байдаг. Ихэнхдээ энэ нь янз бүрийн төрлийн ган үйлдвэрлэхэд нэмэлт болгон ашиглагддаг. Ингэснээр та тэдгээрээс хүхэр, азот, хүчилтөрөгчийг зайлуулах боломжтой.

Эмнэлгийн үйлдвэр

Циркони ба түүний хайлшийг авч үзвэл тэдгээрийн хэрэглээний өөр нэг чиглэлийг дурдахгүй өнгөрч болохгүй. Эмнэлгийн салбарт тэд хамгийн сүүлийн байрнаас хол байр эзэлдэг. Сүүлийн үед ган болонтитан хайлш. Гэсэн хэдий ч зарим тохиолдолд бие нь эдгээр металлаас татгалзаж, харшлын урвал гарч ирдэг. Орчин үеийн анагаах ухаан циркони, титан хайлшийг үдээс, хавтан, имплант, хиймэл шүд, тэдгээрийн бэхэлгээний механизм үйлдвэрлэхэд ашигладаг.

Энэ металл болон түүний нэгдлүүд нь яс болон эргэн тойрны зөөлөн эдийг цочроодоггүй учир үнэт эдлэл хийхэд амжилттай хэрэглэгдэж байна. Жишээлбэл, циркон ээмэг нь харшлын урвал үүсгэдэггүй бөгөөд чихний дэлбээний шархыг алтнаас илүү сайн эдгээдэг.

Цахилгааны зарцуулалт

Хөнгөн цагаан ба цирконы хайлш нь олон эерэг шинж чанартай тул эрчим хүчний салбарт амжилттай хэрэглэгдэж байна. Баримт нь ган, зэс утас нь маш их жинтэй бөгөөд ихэвчлэн хуучин тулгуурууд ийм ачааллыг тэсвэрлэдэггүй. 1960 онд Японд хэсэг эрдэмтэд хөнгөн цагаан, цирконий хайлш үйлдвэрлэжээ. Тэд ийм материалыг өндөр температурт (150-230 ° C) удаан хугацаагаар ашиглах боломжтой бөгөөд тэр үед нэлээд хөнгөн байх болно гэдгийг тодорхойлсон. Энэ нь өндөр температурт утас үйлдвэрлэхэд ашиглах боломжийг олгодог. Энэ нь цахилгаан сүлжээний найдвартай байдал, үр ашгийг нэмэгдүүлдэг.

Цирконийн нэгдлүүд болон хайлшуудад зориулсан бусад хэрэглээ

Хөлрөлтөөс хамгаалах олон төрлийн найрлагад хөнгөн цагаан циркониум тетрахлоргидрекс гэх мэт бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг олж болно. Энэ нь хөлс, түүний үнэрийг шингээдэг химийн нэгдэл юм. Тийм биш гэдгийг эрдэмтэд тогтоосонарьсанд шингэсэн тул эрүүл мэндэд ноцтой хор хөнөөл учруулахгүй. Гэсэн хэдий ч хөнгөн цагаан-циркон-тетрахлоргидрексглициныг ЕХ болон АНУ-д хориглодог.

Цирконийн ислийг электрокорунд хийхэд ашигладаг. Үүнийг налуу цахилгаан зууханд хайлуулах замаар олж авдаг. Цирконийн электрокорунд нь нэлээд хүчтэй болж хувирдаг бөгөөд материалыг их хэмжээний хавчих хүчээр боловсруулах боломжийг олгодог. Ихэнхдээ энэ нь барзгар болон барзгар нунтаглахад ашиглагддаг.

Ерөнхийдөө циркони болон түүний хайлш нь хайлах температур өндөр, химийн бодист тэсвэртэй, дулааны тэлэлтийн коэффициент багатай гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Ийм учраас үүнийг олон төрлийн салбарт идэвхтэй ашигладаг.