性質(zhì)鋯的原子量為91.22。外層電子結(jié)構(gòu)為ztdz5s。。熔點1852℃。沸點4400℃。密度6.49g/cm3(20℃)。鋯鐵系相圖見一FN。鋯與鐵生成穩(wěn)定的化合物FeZr2(45.1%zr),熔點1650℃,F(xiàn)e—Zr系內(nèi)有兩個共晶體。在16%Zr時共晶熔點為1330℃;在84%Zr時共晶熔點約為940℃。鋯與硅生成多種硅化鋯。有Zr:Si(Si13.65%),ZrSi3(Si15.55%),ZrSi(Si23.55%)和ZrSi2(si38.12%)等。商品鋯硅鐵的密度約3.5g/cm3,熔化溫度范圍為1260~1345℃。
鋯容易吸收氫、氮和氧氣;鋯對氧的親和力很強,1000°C氧氣溶于鋯中能使其體積顯著增加。鋯的表面易形成一層氧化膜,具有光澤,故外觀與鋼相似。有耐腐蝕性,但是溶于氫氟酸和王水。高溫時,可與非金屬元素和許多金屬元素反應(yīng),生成固溶體。鋯的可塑性好,易于加工成板、絲等。鋯在加熱時能大量地吸收氧、氫、氮等氣體,可用作儲氫材料。鋯的耐腐蝕性比鈦好,接近鈮、鉭。鋯與鉿是化學(xué)性質(zhì)相似、又共生在一起的兩個金屬,且含有物質(zhì)。 [3]
地殼中鋯的含量居第19位,幾乎與鉻相等。自然界中具有工業(yè)價值的含鋯礦物,主要有鋯英石及斜鋯石。世界鋯資源主要賦存于海濱砂礦礦床中,只有少部分賦于積礦砂和原生礦中。世界鋯英砂儲量約4000萬噸,其中85%分布在澳大利亞、南非、美國、印度和前蘇聯(lián)。我國鋯礦儲量居世界第九位,總儲量為200 余萬噸,主要集中在廣東、海南、廣西和四川,而云南主要是巖礦,其它如湖南、湖北、安徽、福建、江西、遼寧等,也有一些鋯資源。
鋯在其他介質(zhì)中的耐蝕性
在高溫高壓的尿素合成條件下,鋯及其耐蝕。
在許多有機化學(xué)聚合物、偶氮染料、生產(chǎn)介質(zhì)中,鋯也具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性。如在熱傳導(dǎo)介質(zhì),包括氯聯(lián)苯、異丙聯(lián)苯等混合物料試驗中,鋯的腐蝕率在所有情況下為零。但如果介質(zhì)中存在氫,則鋯會吸氫。若有機介質(zhì)中含有水,鋯表面氧化膜的完整,將會減少氫的吸收。
鋯在300~400℃時不被大多數(shù)氣體(CO、CO2、SO2、C3H8、N2、水蒸氣和蒸氣)所腐蝕。當(dāng)鋯在空氣中加熱至425℃時,會嚴(yán)重起皮。至540℃與氧反應(yīng)生成白色氧化鋯。超過704℃,鋯吸氫變脆。加熱至1000℃,會自然。鋯在氮氣氣氛中,400℃開始緩慢反應(yīng),800℃后激烈反應(yīng)。真空退火不能除去鋯中的氧和氮氫易溶于鋯,溶解度隨著溫度升高而急劇。鋯在300~400℃開始相對吸氫。吸氫后造成鋯的“氫脆”。但氫能通過1000℃的真空退火而予以消除。鋯與氧、氮、氫有較大親和力的性質(zhì)與鈦相似
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