鋯,原子序數40,原子量91.224,為銀灰色金屬,外觀似鋼,有光澤,熔點1852°C,沸點4377°C,密度6.49克/立方厘米。
原子序數40
質子數 40
莫氏硬度 4.5
熔點1852℃
沸點4377℃
密度6.49g/cm3
比重6.49
原子量91.224
體積14.1立方厘米/摩爾
晶體結構:晶胞為密排六方晶胞。
晶胞參數:
a = 323.2 pm α = 90°
b = 323.2 pmβ = 90°
c = 514.7 pmγ = 120°
基本性質
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
金屬鋯
金屬鋯
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,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,可用作貯氫材料。鋯的耐腐蝕性比鈦好,接近鈮、鉭。鋯與鉿是化學性質相似、又共生在一起的兩個金屬,且含有放射性物質。 [6]
CAS號7440-67-7
所屬周期5
所屬族數ⅣB
電子層分布K-L-M-N-O
外圍電子層排布4d25s2
核外電子排布2,8,18,10,2
氧化態(tài)0、+1、 +2、 +3、+4
電離能 (kJ /mol)
M - M660
M - M21267
M2 - M32218
M3 - M43313
M4 - M57860
M5 - M69500
M6 - M711200
M7 - M813800
M8 - M915700
M9 - M1017500
氧化鋯
氧化鋯(ZrO?)是自然界的礦物原料,主要有斜鋯石和鋯英石。鋯英石系火成巖深層礦物,顏色有淡黃、棕黃、黃綠等,比重4.6-4.7,硬度7.5,具有強烈的金屬光澤,可為陶瓷釉用原料。純的氧化鋯是一種高級耐火原料,其熔融溫度約為2900℃它可提高釉的高溫粘度和擴大粘度變化的溫度范圍,有較好的熱穩(wěn)定性,其含量為2%-3%時,能提高釉的抗龜裂性能。還因它的化學惰性大,故能提高釉的化學穩(wěn)定性和耐酸堿能力,還能起到乳濁劑的作用。在建筑陶瓷釉料中多使用鋯英石,一般用量為8%-12%。并為“釉下白”的主要原料,氧化鋯為黃綠色顏料良好的助色劑,若想獲得較好的釩鋯黃顏料必須選用質純的氧化鋯。
1、由灼燒二氧化鋯水合物或揮發(fā)性含氧酸鋯鹽所得的二氧化鋯為白色粉末,不溶于水
ZrO2·xH2O=ZrO2+xH2O
2、經由輕度灼燒所得的二氧化鋯,比較容易被無機酸溶解
ZrO2+4H+=Zr4++2H2O
強熱灼燒所得的二氧化鋯只溶于濃硫酸和氫氟酸,經過熔融重結晶的二氧化鋯只與氫氟酸作用
3、二氧化鋯是一種兩性氧化物,與堿共熔可形成鋯酸鹽,但鋯酸鹽遇水容易水解為ZrO2·xH2O而沉淀。
ZrO2+2NaOH=Na2ZrO3+H2O
Na.ZrO3+H2O=ZrO2+NaOH
4、二氧化鋯與碳和氯氣高溫反應,或者與四氯化碳反應,生成四氯化鋯及二氯氧化鋯,水解又得到二氧化鋯
3ZrO2+2C+4Cl2=ZrCl4+2CO2+2ZrOCl2
5、它在電弧中與碳作用生成碳化鋯
ZrO2+2C=CO2+ZrC;
硅酸鋯
ZrSiO4,折射率高1.93-2.01,化學穩(wěn)定性能,是一種優(yōu)質、價廉的乳濁劑,被廣泛用于各種建筑陶瓷、衛(wèi)生陶瓷、日用陶瓷、一級工藝品陶瓷等的生產中,在陶瓷釉料的加工生產中,使用范圍廣,應用量大。硅酸鋯之所以在陶瓷生產中得以廣泛應用,還因為其化學穩(wěn)定性好,因而不受陶瓷燒成氣氛的影響,且能顯著改善陶瓷的坯釉結合性能,提高陶瓷釉面硬度。硅酸鋯也在電視行業(yè)的彩色顯像管、玻璃行業(yè)的乳化玻璃、搪瓷釉料生產中得到了進一步的應用。硅酸鋯的熔點高:2500攝氏度,所以在耐火材料、玻璃窯爐鋯搗打料、澆注料、噴涂料中也被廣泛應用。 [7]
鋯指數
Zr index,后處理工藝中用來衡量溶劑降解程度的指標。95Zr是一種重要的裂片,降解后的溶劑對95Zr具有高選擇性的保留作用,鋯指數越大,溶劑降解越嚴重。鋯指數(Z值)的測量方法是:反萃后有機相經氫氧化鈉、水和硝酸洗滌后,用示蹤量95Zr水相與之平衡,用3mol/L硝酸洗有機相3次,除去TBP萃取的95Zr。測定溶劑相中被保留的鋯量,每109L溶劑保留的Zr95的摩爾數為溶劑的Z值。由于鋯在水溶液中行為復雜,隨測量條件不同,Z值會不同,因而常用不穩(wěn)定系數來表征溶劑的穩(wěn)定性: 戈德堡-霍格內斯盒。