风信子石与金属锆的性质

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风信子石与金属锆的性质

2016-11-15 作者: xuzhiping 浏览: 1560 次

摘要: 天然含锆的矿物主要是锆英石,又称锆石、“风信子石”(风信子是百合花的俗名)。它们往往带有橙黄到红色的艳丽色彩,而且晶莹剔透,因此自古以来一直被人视为宝石。印度洋上的岛国斯里兰卡更以盛产锆石而闻名于世。 1789年,德国化学家克拉普罗特对一块来自斯里兰卡的锆石作...

天然含锆的矿物主要是锆英石,又称锆石、“风信子石”(风信子是百合花的俗名)。它们往往带有橙黄到红色的艳丽色彩,而且晶莹剔透,因此自古以来一直被人视为宝石。印度洋上的岛国斯里兰卡更以盛产锆石而闻名于世。

1789年,德国化学家克拉普罗特对一块来自斯里兰卡的锆石作了详细的研究。他先将锆石与氢氧化钠共熔,冷却以后再用盐酸溶解,然后加入碳酸钾,得到一种沉淀物。克氏后来又将沉淀物滤出后与硫酸共热以除去氧化硅,再加入碳酸钾,又一次得到沉淀碳酸锆。最后克拉普罗特将这种沉淀进行焙烧,制得一种氧化物。因为它既不像矾土(氧化铝)那样易溶于碱液,也不像苦土(氧化镁)那样能与酸进行反应,因此克氏认定它是一种新的金属氧化物,称它为“锆土”。

发现,并将这种新元素命名为Zirconium(Zr,锆),词根的原意是“风信子石”。

但是冶炼金属锆也不是一件容易的事。1808年,英国化学家戴维曾试图用电解法炼锆,结果没有成功。16年以后(1824年),瑞典化学家贝采里乌斯将六氟锆钾(K2ZrF6)与干燥的金属钠混合后,放入一根小铁管中,并将其密封、加热,结果率先制得了不纯的金属锆。

又经过了90年(1914年),荷兰一家灯丝厂的两位工程师列里和汉保格用金属钠还原四氯化锆,制得了纯净的金属锆。

锆是一种银灰色的金属,富有延展性。含有杂质的金属锆往往又脆又硬,甚至可以用来刻划玻璃。金属锆的熔点比较高(1930℃),因此适于制造耐高温和耐火的合金材料。金属锆最重要的特性就是容易被中子穿透,因此是制造核燃料护套的理想材料。在原子反应堆中使用的铀棒大多采用金属锆制成的外套(即包壳)包裹。不过铀裂变反应可以产生2400°C以上的高温,因此锆制的外套还需要用介质冷却才能避免被熔化,这就是所谓的“堆芯冷却”技术。

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