锆 (Zr)

原子序数40
原子质量91.2242 u
类别过渡金属
电子排布[Kr] 4d² 5s²
外观银白色
密度(STP)6511 g/L
熔点2128 K
沸点4650 K
电负性1.33 (鲍林标度)
电离能640.1 kJ/mol
原子半径155 pm
晶体结构简单六方
发现者马丁·海因里希·克拉普罗特 (1789)

简介

锆(Zr)是一种有光泽、灰白色、强度高且有延展性的过渡金属,极耐腐蚀。它主要用于核工业和化工领域。以下是关于锆(Zr)的主要信息:

用途:广泛用于核反应堆(由于中子吸收低且耐腐蚀而用作燃料包壳)、化工设备(耐酸碱)、高性能泵和阀门、氧化锆陶瓷(刀片、牙冠、热障材料),以及立方氧化锆(珠宝中的钻石仿制品)。

生产/提取:通过克罗尔法或其他还原方法从锆英砂(硅酸锆)中提取。由于化学性质相似,与铪的分离极其困难。澳大利亚、南非和中国是主要生产国。

历史:1789年由马丁·海因里希·克拉普罗特在锆石中确认为一种元素。1824年永斯·雅各布·贝采利乌斯首次将其分离。名称源自阿拉伯语“zargun”(金色),指锆石宝石。随着核反应堆的发展,无铪锆变得至关重要。

健康影响与安全:一般认为无毒且生物惰性。由于生物相容性好,被用于外科植入物。锆粉有火灾危险。锆化合物是安全的;氧化锆被用于除臭剂。

价格/市场:价格中等至较高;核级(无铪)锆更贵。需求由核电行业驱动。地缘政治因素影响供应链。

性质:耐腐蚀性优异(形成保护性氧化层),熔点高(1855°C),中子吸收截面小(对核应用至关重要),强度高且有延展性,化学性质与铪极为相似。

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元素周期表