Zirconium

열중성자(熱中性子)에 대한 흡수단면적이 금속재료 중에서 최소이고, 내식성(耐蝕性)이 매우 좋기 때문에 원자로의 재료로서 수요가 많습니다. 다만, 하프늄을 함유하지 않는 것이 필요하므로, 아세틸아세톤 유도체에 의해서 킬레이트화합물을 만들고, 하프늄을 분리시킨 다음 야금(冶金) 정제합니다

진공관의 게터, 사진용 섬광전구 등에 사용되고, 철강업에서는 탈산·탈황 등에, 또 합금으로서 내산재료 등에 사용됩니다. 산화물은 백색안료(白色顔料)·내화재료 등으로 사용합니다.

History

지르코늄을 함유한 보석들은 고대에는 지르콘으로 알려져 있었습니다. 1789년 독일의 화학자 마르틴 클라프로트는 지르콘을 분석하여 지르코늄을 지르코니아(지르코니아)의 형태로 분리했습니다.

클라프로스는 순수한 금속 자체를 분리하는 데 실패했고, 험프리 데이비 역시 1808년 전기분해 시도에 실패했습니다. 1824년 스웨덴의 화학자 욘스 베르젤리우스가 칼륨 금속으로 헥사플루오로지르코네이트 칼륨(K2ZrF6)을 가열하여 검은 가루로 지르코늄을 얻었습니다.

완전히 순수한 지르코늄은 1925년에 네덜란드의 화학자 안톤 에두아르 판 아르켈과 얀 헨드릭 드 보어가 사중요오드 지르코늄(ZrI4)의 분해에 의해서만 생산되었습니다. 오늘날 이 금속은 사염화 지르코늄(ZrCl4)을 마그네슘으로 가열하여 대량으로 생산됩니다.

Appearance

단단하고 은빛이 도는 금속으로 부식에 매우 강합니다.

Uses

지르코늄은 중성자를 흡수하지 않기 때문에 원자력 발전소에서 사용하기에 이상적인 물질ㅇ비니다. 지르코늄의 90% 이상이 이런 방식으로 사용됩니다. 원자로는 10만 미터 이상의 지르코늄 합금관을 가질 수 있습니다. 니오븀과 함께 지르코늄은 저온에서 초전도성을 가지며 초전도 자석을 만드는 데 사용됩니다.

지르코늄 금속은 산, 알칼리, 바닷물에 의한 부식에 매우 강한 얇은 산화층으로 보호됩니다. 이러한 이유로 화학 산업에서 널리 사용됩니다.

지르코늄()IV) 산화물은 초강력 세라믹에 사용됩니다. 열 충격, 용해로 라이닝, 주조 공장 벽돌, 연마재 및 유리 및 세라믹 산업에 의해 견딜 수 있는 도가니를 만드는 데 사용됩니다. 그것은 매우 강해서 심지어 가위나 칼도 그것으로 만들 수 있습니다. 화장품, 땀 방지제, 식품 포장, 마이크로파 필터 제조에도 사용됩니다.

지르콘은 다양한 색깔의 천연 반귀한 보석입니다. 가장 바람직한 것은 황금빛을 띰니다. 이 원소는 이 형태로 처음 발견되어 이름이 붙여졌다. 큐빅 지르코니아()는 합성 원석입니다. 무색의 돌은 깎았을 때 다이아몬드를 닮았습니다.

바나듐이나 프라세오디뮴과 혼합된 지르콘은 도자기를 유리로 만드는 파란색과 노란색 색소를 만듦니다.

Biological role

지르코늄은 알려진 생물학적 역할은 없고 독성이 낮습니다.

Natural abundance

지르코늄은 약 30종의 광물에서 발견되며, 주요 광물은 지르코늄과 배드딜라이트입니다. 매년 150만 톤 이상의 지르콘이 채굴되고 있으며, 주로 오스트레일리아와 남아프리카에서 채굴되고 있습니다. 대부분의 나쁜 딜리라이트는 브라질에서 채굴됩니다.

지르코늄 금속은 먼저 지르콘을 염화 지르코늄으로 변환한 후 마그네슘으로 염화물을 환원시킴으로써 상업적으로 생산됩니다.