從礦物鋯石中提取的金屬鋯可能并不廣為人知,但其卓越的特性使其在核電、化學工業、醫藥等方面不可或缺。自古以來,鋯石一直被用作寶石和裝飾品。
關于鋯的五個有趣事實
解讀“核”
2024.05.08
鋯是核反應堆不可或缺的材料(照片來源:Adriana Vargas/原子能機構)
1.鋯是一種有光澤的銀灰色金屬
鋯具有高度延展性和極強的耐腐蝕性和耐熱性。鋯在元素周期表中的符號是Zr,其原子序數是40。鋯的熔點為1855℃,沸點為4409℃,不會被酸、堿或海水腐蝕。
2.礦物鋯石在地球表面分布較為廣泛
鋯主要從礦物鋯石中提取。礦物鋯石常見于沿海水域的沙子中,但不存在于富集的沉積物中,而是廣泛分散在地下。目前,鋯的主要生產國包括澳大利亞、中國、印度尼西亞、南非和烏克蘭。在地球之外,已確定太陽等恒星和月球巖石中有這種元素。
3.鋯于1789年被發現
德國化學家馬丁·克拉普羅特在一塊從斯里蘭卡帶來的鋯石中發現了鋯。1925年首次生產出未與其他元素混合或合成合金的純金屬鋯。但鋯直到20世紀40年代末才廣泛應用于工業,成為核能生產的一種重要工程材料。
4.鋯主要用于核電
鋯在核能生產中不可或缺,特別是作為核反應堆內長圓柱形燃料棒的包殼。鋯用作包覆鈾芯塊的最佳材料有幾個原因:這種金屬特別耐腐蝕、耐高溫,卻幾乎不會吸收的核裂變反應產生的中子。后一特性對于鏈式反應在反應堆堆芯內有效運行并持續產生能量至關重要。
通過包覆鈾燃料,鋯還有助于保護冷卻劑(通常是流經反應堆堆芯的水)免受污染。據估計,全世界生產的鋯中有多達90%用于了核電。
5.雖然大部分鋯用于了核領域,但鋯的用途并非僅限于此。
鋯因對多種酸和堿具有超強耐腐蝕性而廣泛用于化學工業。鋯化合物還用于陶瓷、研磨劑、燈絲、噴氣發動機和航天飛機部件。在醫療領域,二氧化鋯,也稱為氧化鋯,因其生物相容性和耐久性而用作牙科和外科植入物的材料。鋯石也被用作寶石 — 立方氧化鋯 — 一種合成材料,可以作為鉆石和其他寶石的替代品。
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上次更新: 2024.05.08