鋯-的綜合利用與發(fā)現(xiàn)
化學先生 / 2019-05-19
人類大約已有三百萬年的歷史，其中石器時代占了絕大部分。自從發(fā)明用火之后，火給人類帶來了第一種有用的金屬一一銅。這樣，我們的祖先才終于跟那個“石頭當家”的石器時代告別，進入了人類文明的“銅器時代”。
銅戰(zhàn)勝了石頭，從那時起一直到今天，它始終是一種十分重要而有用的金屬。
現(xiàn)在我們要結(jié)識的是一種在地殼里的蘊藏量比銅還多好幾倍的稀有金屬一鋯。
說來真是奇怪，我們對銅那樣熟悉，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)和使用了好幾千年，可是對鋯卻十分生疏，它的發(fā)現(xiàn)只有200多年的歷史。
人們在1789年就在一種礦石中發(fā)現(xiàn)了錯，可是直到35年后才見到了它的“廬山直面目”，原來它是一種銀灰色的金屬。
致密的鋯在空氣里是十分“安分守已”的，可是灰黑色的錯粉卻在200℃的條件下就能著火燃燒，發(fā)出朝眼的光芒。十分細的錯絲也不“壯實”，劃一根火柴就能把它點燃。
可是像錯這樣一種一點火就著的東西，怎么有資格列入稀有高熔點金屬的行列呢?
分類的人的確沒有搞錯，結(jié)的熔點確實是很高的，在攝氏1850度左右，熔點比它更高的金屬實在不是很多。要知道，粉狀、絲狀的結(jié)發(fā)生急速氧化的化學反應是一回事，而固體的受熱熔化變成液體卻是物理反應，這是風馬牛不相及”的兩回事呀。
天生“命運”就不好，一直沒有一個自己的“安身之處”，常常是伴生在其他的礦物里，很晚才被人們發(fā)現(xiàn)。就是發(fā)現(xiàn)后，也被人們認為是一種用處不大的金屬，加上它提煉起來也十分困難，所以在很長一段時間里，直受到人們的“冷遇”。然而，最近幾十年來，隨著原子能事業(yè)的飛速發(fā)展，錯終于找到了自己的“用武之地”，オ真正顯出了自己的“英雄本色”，人們對它的看法也來了個一百八十度的大轉(zhuǎn)彎，現(xiàn)在，它已經(jīng)成了原子能工業(yè)的“好仆人”。
二氧化鋯是最重要的化合物之一。二氧化錯是一種高級的耐火材料。把白色的二氧化鋯摻進陶瓷里，給陶瓷增添了新的血液，使它變得更加潔白光亮，更加耐熱剛強。用這種陶瓷制成的高溫絕緣瓷瓶，有很高的絕緣能力和很小的膨脹系數(shù)，在高壓輸電線路里是必不可少的。
鋯也能強烈地吸收氮、氫、氧等氣體。比方說吧，溫度超過900℃時，錯能猛烈地吸收氮氣;在200℃0的條件下，100克金屬能夠吸收817升氫氣相當于鐵的80多萬倍。
鋯的這個怪牌氣，給治煉它的工人師傅們造成了很大的麻煩，但是，在另外一些場合它又能給人們帶來好處。比如在電真空工業(yè)中人們廣泛利用鋯粉涂在電真空元件和儀表的陽極和其他受熱部件的表面上，吸收真空管中的殘余氣體，制成高度真空的電子管和其他電真空儀表，從而提高它們的質(zhì)量，延長它們的使用時間。
還可以用做治金工業(yè)的“維生素”，發(fā)揮它強有力的脫氧、除二氧化鋯氮、去硫的作用。鋼里只要加進1比1000的鋯，硬度和強度就會驚人地提高含的裝甲鋼、不銹鋼和耐熱鋼等，是制造裝甲車、坦克、大炮和防彈板等國防武器的重要材料。把錯摻進銅里，抽成銅線，導電能力并不減弱，而熔點卻大大提高，用做高壓電線非常合適。含的鋅鎂合金，又輕又耐高溫，強度是普通鎂合金的2倍，可用到噴氣發(fā)動機構(gòu)件的制造上。
前面我們曾經(jīng)提到過鋯粉。鋯粉的特點是著火點低和燃燒速度快，可以用做起爆雷管的起爆藥，這種高級雷管甚至在水下也能夠爆炸。鋯粉再加上氧化劑，這好比火上加油，燃燒起來強光炫目是制造曳光彈和照明彈的好材料。
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