История

Свойства

Применение

Опыты

         Цирконий

 
    История получения циркония в чем-то похожа на историю получения металлического титана. Долгое время после открытия он считался хрупким и ни на что не годным металлом – до тех пор, пока не был открыт иодидный способ его очистки. Процесс очистки проводят так же, как и в случае титана, но используется несколько более высокая температура нити, на которой происходит разложение иодида циркония. Как и в случае титана, форма образующегося прутка зависит от температуры разложения. Как и в случае титана, при температуре ниже 1700 градусов образуется поликристаллический пруток, а выше 1800°C – большие кристаллы.


    Черновой цирконий, который служит сырьем для иодидного процесса, получают двумя способами. При электролитическом – проводят электролиз расплава K₂ZrF₆-KCl-NaCl. Цирконий выделяется в виде порошка на катоде. Цирконий, полученный этим методом (на фото), иногда обладает способностью самовоспламеняться на воздухе, поскольку состоит из очень мелких кристалликов с развитой поверхностью. Транспортировка и хранение такого порошка допускается только под слоем воды. При поджигании или вдувании в пламя, порошкообразный цирконий сгорает ослепительным пламенем, а его смеси с окислителями – взрываются (и довольно часто применяются в пиротехнике – например, смесь с перхлоратом калия применяется в светошумовых гранатах).

 
    Второй способ получения металла для иодидного процесса – металлотермия. Тетрахлорид циркония восстанавливают в толстостенных стальных бомбах. В результате получается циркониевая губка, которую вы можете видеть на втором фото.

 
    Далее цирконий, полученный металлотермией или электролизом, подвергается вышеописанному процессу иодидного рафинирования, в результате которого получаются вот такие прутки. В отличие от титановых, поверхность циркониевого прутка не такая красивая. К тому же, циркониевый пруток намного прочнее титанового (для промышленности это не имеет значения, так как прутки все равно переплавляют, но мне отломить пруток циркония было намного сложнее .

 
    Металлический цирконий очень пластичен, и его можно прокатывать на холоду в тонкие листы. Исходным сырьем для прокатки служат стержни иодидного металла, переплавленные в электронно-лучевых или электродуговых печах.

 
    В старинных фильмах можно увидеть, что в начале прошлого века фотографы использовали магниевые вспышки. Более поздний вариант (но используемый еще до изобретения ксеноновых импульсных ламп) можно увидеть на последнем фото. Это циркониевая лампа-вспышка. Она представляет собой стеклянную колбочку с тонкой циркониевой проволокой внутри. Концы проволоки подпаяны к электрическим выводам, а колбочка заполнена кислородом. Если подать на электроды напряжение в несколько вольт (когда я решил проверить одну лампочку, хватило девяти), циркониевая проволока загорается и сгорает с ослепительной вспышкой (стеклянная колбочка при этом обычно трескается от нагрева).