Большая советская энциклопедия

ЦИРКОНИЙ

ЦИРКОНИЙ(лат. Zirconium), Zr, хим. элементIVгр. периодич. системы Менделеева; ат. н. 40, ат. м. 91,22; серебристо-белый металл с характерным блеском. Известно пять природных изотопов Ц.:⁹⁰Zr(51,46%),⁹¹Zr(ll,23%),⁹²Zr(17,ll%),⁹⁴Zr (17,4%),⁹⁶Zr (2,8%). Из искусственных радиоактивных изотопов важнейший⁹⁵Zr(Т_1/2= 65сут);используется в качествеизотопного индикатора.

Историческая справка. В 1789 нем. химик М. Г. Клапрот в результате анализа минералацирконавыделил двуокись Ц. Порошкообразный Ц. впервые был получен в 1824 И.Бер-целиусом,а пластичный - в 1925 нидерл. учёными А. ван Аркелом и И. де Буром при термич. диссоциации иодидов Ц.

Распространение в природе. Среднее содержание Ц. в земной коре (кларк) 1,7- 10~²% по массе, в гранитах, песчаниках и глинах несколько больше (2-10^-2% ), чем в основных породах (1,3-10^-2%). Макс, концентрации Ц.- в щелочных породах (5-10~²%). Ц. слабо участвует в водной и биогенной миграции. В мор. воде содержится 0,00005мг/лЦ. Известно 27 минералов Ц.; пром. значение имеют бадделеит ZrO₂, циркон. Осн. типы месторождений Ц.: щелочные породы с малаконом и цитролитом; магнетит-форстерит-апатитовые породы и карбонатиты с бадделеитом; прнбрежно-морские и элювиально-делювиальные россыпи.

Физические и химические свойства. Ц. существует в двух кри-сталлич. модификациях: а-формы с гексагональной плотноупакованной решёткой(а =3.228А; с = 5,120А) и В-формы с кубической объёмноцентрированной решёткой(а =3,6lA). Переход а->В происходит при 862 °С. Плотность а-Ц. (20 °С) 6,45г/см³; t_пл1825 ± 10 °С;t_кип3580-3700 "С; уд. теплоёмкость (25-100 °С) 0,291кдж/(кг-К)[0,0693кал/(г*°С)];коэфф. теплопроводности (50 °С) 20,96вт/(м*К) [0,050кал/(см*сек*°С)];температурный коэфф. линейного расширения (20-400 °С) 6,9-10-⁶; уд. электрич. сопротивление Ц. высокой степени чистоты (20 °С) 44,1мком*см.Темп-pa перехода в состояние сверхпроводимости 0,7К. Ц. парамагнитен; удельная магнитная восприимчивость увеличивается при нагревании и при -73 °С равна 1,28 -10~⁶, а при 327 °С - 1,41 -10^-6. Сечение захвата тепловых нейтронов (0,18±0,004)-10-²⁸м², примесь гафния увеличивает это значение. Чистый Ц. пластичен, легко поддаётся холодной и горячей обработке (прокатке, ковке, штамповке). Наличие растворённых в металле малых количеств кислорода, азота, водорода и углерода (или соединений этих элементов с Ц.) вызывает хрупкость Ц. Модуль упругости (20 °С) 97Гн/м²(9700 кгс/мм²); предел прочности при растяжении 253Мн/м²(25,3кгс/мм²);твёрдость по Бринеллю 640-670Мн/м²(64-67кгс/мм²);на твёрдость очень сильное влияние оказывает содержание кислорода: при концентрации более 0,2% Ц. не поддаётся холодной обработке давлением.

Внешняя электронная конфигурация атома Zr 4d²5s². Для Ц. характерна степень окисления +4. Более низкие степени окисления +2 и +3 известны для Ц. только в его соединениях с хлором, бромом и иодом. Компактный Ц. медленно начинает окисляться в пределах 200-400 °С, покрываясь плёнкойциркония двуокисиZrO₂; выше 800 °С энергично взаимодействует с кислородом воздуха. Порошкообразный металл пирофорен -может воспламеняться на воздухе при обычной темп-ре. Ц. активно поглощает водород уже при 300 °С, образуя твёрдый раствор и гидриды ZrH и ZrH₂; при 1200- 1300 °С в вакууме гидриды диссоциируют и весь водород может быть удалён из металла. С азотом Ц. образует при 700- 800 °С нитрид ZrN. Ц. взаимодействует с углеродом при темп-ре выше 900 °С с образованием карбида ZrC. Карбид и нитрид Ц.- твёрдые тугоплавкие соединения; карбид Ц.- полупродукт для получения ZrCl₄. Ц. вступает в реакцию с фтором при обычной температуре, а с хлором, бромом и иодом при темп-ре выше 200 °С, образуя высшие галогениды ZrX₄(где X - галоген). Ц. устойчив в воде и водяных парах до 300 °С, не реагирует с соляной и серной (до 50%) к-тами, а также с растворами щелочей (Ц.- единственный металл, стойкий в щелочах, содержащих аммиак). С азотной к-той и царской водкой взаимодействует при темп-ре выше 100⁰С. Растворяется в плавиковой и горячей концентрированной (выше 50%) серной к-тах. Из кислых растворов могут быть выделены соли соответствующих кислот разного состава, зависящего от концентрации кислоты. Так, из концентрированных сернокислых растворов Ц. осаждается кристаллогидрат Zr(SO₄)₂4H₂O; из разоав-ленных растворов - основные сульфаты общей формулы xZrO₂-ySO₃zH₂O (гдех : у>1).Сульфаты Ц. при 800-900 °С полностью разлагаются с образованием двуокиси Ц. Из азотнокислых растворов кристаллизуется Zr(NО₃₎₄-5Н₂О или ZrO(NO₃)₂*H₂O (гдех= 2-6), из солянокислых растворов - ZrOCl₂-8H₂O, к-рый обезвоживается при 180-200⁰С.

Получение. В СССР основным промышленным источником получения Ц. является минерал циркон ZrSiO4. Циркониевые руды обогащаются гравитационными методами с очисткой концентратов магнитной и электростатич. сепарацией. Металл получают из его соединений, для произ-ва к-рых концентрат вначале разлагают. Для этого применяют: 1) хлорирование в присутствии угля при 900-1000 °С (иногда с предварит, карбиди-зацией при 1700-1800⁰С для удаления осн. части кремния в виде легколетучего SiO); при этом получается ZrCl₄, к-рыи возгоняется и улавливается; 2) оглавление с едким натром при 500-600 °С или с содой при 1100 °С: ZrSiO₄+ 2Na₂CO₃= = Na₂ZrO₃+ Na₂SiO₃+ 2CO₂; 3) спекание с известью или карбонатом кальция (с добавкой СаС1₂) при 1100-1200 °С: ZrSiO4 + ЗСаО = CaZrO₃+ Ca₂SiO₄; 4) сплавление с фторосиликатом калия при 900^OС: ZrSiO₄+ K₂SiF₆= K₂ZrF₆+ + 2SiO₂. Из спёка или плава, полученного в случаях щелочного вскрытия (2,3), вначале удаляют соединения кремния выщелачиванием водой или разбавленной соляной к-той, а затем остаток разлагают соляной или серной; при этом образуются соответственно оксихлорид и сульфаты. Фтороцирконатный спёк (4) обрабатывают подкисленной водой при нагревании; при этом в раствор переходит фтороцир-конат калия, 75-90% к-рого выделяется при охлаждении раствора.

Для выделения соединений Ц. из кислых растворов применяют следующие способы: 1) кристаллизацию оксихлори-да Ц. ZrOCl₂-8H₂O при выпаривании солянокислых растворов; 2) гидролитическое осаждение основных сульфатов Ц. хZrO₂-ySO₃-zH₂O из сернокислых или солянокислых растворов; 3) кристаллизацию сульфата Ц. Zr(SO₄)₂при добавлении концентрированной серной к-ты или при выпаривании сернокислых растворов. В результате прокаливания сульфатов и хлоридов получают ZrO₂.

Соединения Ц., полученные из рудного сырья, всегда содержат примесь гафния. Ц. отделяют от этой примеси фракционной кристаллизацией K₂ZrF₆, экстракцией из кислых растворов органич. растворителями (напр., трибутилфосфатом), ионообменными методами, избирательным восстановлением тетрахлоридов (ZrCl₄и HfCl₄).

Ц. в виде порошка или губки получают металлотермич. восстановлением ZrCl₄, K₂ZrF₆и ZrO₂. Хлорид восстанавливают магнием или натрием, фтороцирконат калия - натрием, а двуокись Ц.- кальцием или его гидридом. Электролитич. порошкообразный Ц. получают из расплава смеси солей галогенидов Ц. и хлоридов щелочных металлов. Компактный ковкий Ц. получают плавлением в вакуумных дуговых печах спрессованных губки или порошка, обычно служащих расходуемым электродом. Ц. высокой степени чистоты производят электроннолучевой плавкой слитков, полученных в дуговых печах, или прутков после иодид-ного рафинирования.

Применение. Сплавы на основе Ц., очищенного от гафния, применяют преим. в качестве конструкционных материалов в ядерных реакторах, что обусловлено малым сечением захвата тепловых нейтронов (см.Циркониевые сплавы).Ц. входит в состав ряда сплавов (на основе магния, титана, никеля, молибдена, ниобия и др. металлов), используемых как конструкционные материалы, напр., для ракет и др. летательных аппаратов. Из сплавов Ц. с ниобием делают обмоткимагнитов сверхпроводящих.В литейном произ-ве применяютцирконистые огнеупоры.К числу наиболее распространённых пьезокерамических материалов (пьезокерамики) относится группа цир-коната-титаната свинца (напр., ЦТС-23). В металлокерамич. материалах (кер-метах) металлическим составляющим является Ц., а керамическим - его двуокись ZrO₂. При произ-ве генераторных ламп проволока из Ц. служитгеттером.

Ц. используют в качестве коррозионно-стойкого материала в хим. машиностроении. Присадки Ц. служат для раскисле-ния стали и удаления из неё азота и серы. Порошкообразный Ц. применяют в пиротехнике и в произ-ве боеприпасов. Сульфат Ц.-дубитель в кожевенной пром-сти.

Лит.:Справочник по редким металлам, ред. К. А. Гемпел, пер. с англ., М., 1965; Основы металлургии, т. 4, М., 1967; 3 е л и к м а н А. Н., М е е р с о н Г. А., Металлургия редких металлов, М., 1973.

О.Е. Крейн.

1. цирконий—лат. Zirconium Zr химический элемент IV группы периодической системы Менделеева атомный номер атомная масса серебристобелый металл с характерным блеском. Известно пять ...Большая Советская энциклопедия II
2. цирконий—м. хим. zirconio Итальянорусский словарь. Синонимы металл элемент...Большой итальяно-русский и русско-итальянский словарь
3. цирконий—м. хим.circonio m...Большой русско-испанский словарь
4. цирконий—сущ. муж. рода...Большой русско-украинский словарь
5. цирконий—от названия минерала циркон хим. элемент символ Zr лат. Zirconium ат. н. ат. м. . Ц. серебристобелый металл тврдый тугоплавкий стойкий против коррозии плотн. кгмsup. ...Большой энциклопедический политехнический словарь
6. цирконий—лат. Zirconium Zr химический элемент IV группы периодическойсистемы Менделеева атомный номер атомная масса . Назван поминералу циркону. Серебристобелый металл твердый т...Большой энциклопедический словарь II
7. цирконий—ЦИРКОНИЙ лат. Zirconium Zr химический элемент IV группы периодической системы Менделеева атомный номер атомная масса . Назван по минералу циркону. Серебристобелый метал...Большой Энциклопедический словарь V
8. цирконий—Zr лат. Zirconium a.em zirconium н.em Zirkonium ф.em zirconium и.em circonio хим. элемент IV группы периодич. системы Mенделеева ат. н. ат. м. . B природе стабильных ...Геологическая энциклопедия
9. цирконий—Zr лат. Zirconium a. zirconium н. Zirkonium ф. zirconium и. circonio хим. элемент IV группы периодич. системы Mенделеева ат. н. ат. м. . B природе стабильных изотопов...Горная энциклопедия
10. цирконий—лат. Zirconiurn хим. элемент IV гр. периодич. системы. Назв. по минералу циркону. Серебристобелый металл тврдый тугоплавкий плотн. гсмsup tnлsubgti оsupС. Химически оче...Естествознание. Энциклопедический словарь
11. цирконий—Zirconium Zr химический элемент IV группы периодической системы атомный номер атомная масса металл tплsub C. Цирконий и его сплавы конструкционные материалы ядерных ре...Иллюстрированный энциклопедический словарь
12. цирконий—Цирконий zirconium Zr...Латинский словарь
13. цирконий—я м.em Химический элемент твердый серебристобелый металл.Синонимы металл элемент...Малый академический словарь
14. цирконий—корень ЦИРКОН окончание ИЙ Основа слова ЦИРКОНВычисленный способ образования слова Бессуфиксальный или другой ЦИРКОН ИЙ Слово Цирконий содержит следующие морфемы или...Морфемный разбор слова по составу
15. цирконий—Начальная форма Цирконий винительный падеж единственное число мужской род неодушевленное...Морфологический разбор существительных
16. цирконий—ЦИРКОНИЙstrong символ Zr серебристобелый ПЕРЕХОДНОЙ ЭЛЕМЕНТ впервые открытый в г. Его главный источник минерал ЦИРКОН силикат циркония. В образцах лунных пород собранны...Научно-технический энциклопедический словарь
17. цирконий—цирконий м. Химический элемент серебристобелый металл применяемый в технике....Новый толково-словообразовательный словарь русского языка
18. цирконий—цирконий цирконий я...Орфографический словарь
19. цирконий—u мu Пр.u о цирконии металл элемент...Орфографический словарь русского языка
20. цирконий—zirconium Zr...Политехнический русско-французский словарь
21. цирконий—цирконий цирконии циркония циркониев цирконию циркониям цирконий цирконии цирконием циркониями цирконии циркониях...Полная акцентуированная парадигма по Зализняку
22. цирконий—Орфографическая запись слова цирконий Ударение в слове цирконий Деление слова на слоги перенос слова цирконий Фонетическая транскрипция слова цирконий [ркон] Характерист...Полный фонетический разбор слов
23. цирконий—цирконий яСинонимы металл элемент...Русский орфографический словарь
24. цирконий—zirkonium eo zirkonio...Русский-африкаанс словарь
25. цирконий—М мн. нет kim. sirkonium a gm rngli brk metal....Русско-азербайджанский словарь
26. цирконий—цирконий m english zirconium deutsch Zirkonium n franais zirconium Синонимы металл элемент...Русско-английский (-немецком, -французский) металлургический словарь
27. цирконий—zirconium...Русско-английский аэрокосмический словарь
28. цирконий—zirconium цирконий м.ucirconium Zr металл элемент...Русско-английский политехнический словарь
29. цирконий—цирконий м. хим.izirconium...Русско-английский словарь
30. цирконий—цирконий м. хим. zirconium....Русско-английский словарь II
31. цирконий—zirconium...Русско-английский словарь по авиации
32. цирконий—zirconium...Русско-английский словарь по нефти и газу
33. цирконий—м.zirconium Zr...Русско-английский словарь по физике
34. цирконий—zirconium металл элемент...Русско-английский технический словарь
35. цирконий—zirconium...Русско-английский химический словарь
36. цирконий—Цырконй...Русско-белорусский словарь
37. цирконий—хим.i цырконй муж.i...Русско-белорусский словарь II
38. цирконий—цыркоuнiй нiю...Русско-белорусский словарь математических, физических и технических терминов
39. цирконий—Zr цырконiй нiю...Русско-белорусский физико-математический словарь
40. цирконий—zirconio Zr...Русско-итальянский автомобильный словарь
41. цирконий—м. zirconio m Zr...Русско-итальянский политехнический словарь
42. цирконий—хим. цирконий техникада олданылатын а металл химиялы элемент...Русско-казахский словарь
43. цирконий—цирконий...Русско-казахский терминологический словарь «Горное дело и металлургия»
44. цирконий—. Синонимы металл элемент...Русско-китайский словарь
45. цирконий—Zirkon Zirkonium...Русско-немецкий политехнический словарь
46. цирконий—Zirkonium...Русско-немецкий словарь по химии и химической технологии
47. цирконий—Zirkonium...Русско-немецкий химический словарь
48. цирконий—Zr ....Русско-персидский словарь
49. цирконий—cyrkon...Русско-польский словарь
50. цирконий—м химu zircnio m металл элемент...Русско-португальский словарь
51. цирконий—элемент Цирконй ню простое вещество цирконй ню азотнокислый цирконий бромистый цирконий сернокислый цирконий углеродистый цирконий фтористый цирконий хлористый цирк...Русско-украинский политехнический словарь
52. цирконий—zirconium...Русско-французский словарь по химии
53. цирконий—zirkonium Zr...Русско-чешский словарь
54. цирконий—Tsirkoonium...Русско-эстонский словарь
55. цирконий—цирконий яСинонимы металл элемент...Русское словесное ударение
56. цирконий—ЦИРКОНИЙ новолат. zirconium. Металл имеющий вид черного порошка получаемого разложением фтористого циркона помощью поташа. Словарь иностранных слов вошедших в состав русс...Словарь иностранных слов русского языка
57. цирконий—цирконий сущ. колво синонимов металл элемент Словарь синонимов ASIS.В.Н. Тришин. . Синонимы металл элемент...Словарь синонимов II
58. цирконий—ЦИРКОНИЙ лат . Zirconium Zr химический элемент IV группы периодической системы Менделеева атомный номер атомная масса . Назван по минералу циркону. Серебристобелый мета...Современный энциклопедический словарь
59. цирконий—Zirconium химический элемент металл слабо поглощающий тепловые нейтроны. Является основой сплавов применяемых в ядерном реакторостроении в качестве конструкционных матери...Термины атомной энергетики
60. цирконий—цирконий [назв. по минералу циркону] хим. элемент символ zr лат. zirconium серебристобелый металл твердый тугоплавкий.коррозионностойкий служит конструкционным материало...Толковый словарь иностранных слов
61. цирконий—ЦИРКОНИЙ м. Химический элемент серебристобелый металл применяемый в технике....Толковый словарь русского языка
62. цирконий—Ударение в слове цирконийУдарение падает на букву оБезударные гласные в слове цирконий...Ударение и правописание
63. цирконий—Rzeczownik цирконий m Chemiczny cyrkon m...Универсальный русско-польский словарь
64. цирконий—лат. Zirconium Zr хим. элемент IV группы периодич. системы элементов ат. номер ат. масса переходный металл. В природе представлен стабильными изотопами supZr supZr su...Физическая энциклопедия
65. цирконий—цирконий цирконии циркония циркониев цирконию циркониям цирконий цирконии цирконием циркониями цирконии циркониях Источник Полная акцентуированная парадигма по А. А. Зали...Формы слова
66. цирконий—лат. Zirconium Zr хим. элемент IV гр. периодич. системы ат. н. ат. м. . Прир. Ц. состоит из стабильных нуклидов supZr supZr supZr supZr и supZr . Поперечное сечение...Химическая энциклопедия
67. цирконий—Рин Рико Ринк Рик Орн Орк Нок Рио Риони Рицин Рнк Рой Ной Ниц Нии Ройник Рок Крон Крой Рон Цик Цикорий Циник Цинк Цирк Кон Коир Кино Инок Инкор Инко Инк Цирконий Ион Иони...Электронный словарь анаграмм русского языка
68. цирконий—Смотри Цирконий Zr....Энциклопедический словарь по металлургии

• ЦИРКОН
• ЦИРК ГОРНЫЙ