鋯-的綜合利用與發(fā)現(xiàn)
化學(xué)先生 / 2019-05-19
人類大約已有三百萬(wàn)年的歷史，其中石器時(shí)代占了絕大部分。自從發(fā)明用火之后，火給人類帶來(lái)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(gè)“石頭當(dāng)家”的石器時(shí)代告別，進(jìn)入了人類文明的“銅器時(shí)代”。
銅戰(zhàn)勝了石頭，從那時(shí)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(shí)的是一種在地殼里的蘊(yùn)藏量比銅還多好幾倍的稀有金屬一鋯。
說(shuō)來(lái)真是奇怪，我們對(duì)銅那樣熟悉，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)和使用了好幾千年，可是對(duì)鋯卻十分生疏，它的發(fā)現(xiàn)只有200多年的歷史。
人們?cè)?789年就在一種礦石中發(fā)現(xiàn)了錯(cuò)，可是直到35年后才見(jiàn)到了它的“廬山直面目”，原來(lái)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(cuò)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(xì)的錯(cuò)絲也不“壯實(shí)”，劃一根火柴就能把它點(diǎn)燃。
可是像錯(cuò)這樣一種一點(diǎn)火就著的東西，怎么有資格列入稀有高熔點(diǎn)金屬的行列呢?
分類的人的確沒(méi)有搞錯(cuò)，結(jié)的熔點(diǎn)確實(shí)是很高的，在攝氏1850度左右，熔點(diǎn)比它更高的金屬實(shí)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(xué)反應(yīng)是一回事，而固體的受熱熔化變成液體卻是物理反應(yīng)，這是風(fēng)馬牛不相及”的兩回事呀。
天生“命運(yùn)”就不好，一直沒(méi)有一個(gè)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(rèn)為是一種用處不大的金屬，加上它提煉起來(lái)也十分困難，所以在很長(zhǎng)一段時(shí)間里，直受到人們的“冷遇”。然而，最近幾十年來(lái)，隨著原子能事業(yè)的飛速發(fā)展，錯(cuò)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(duì)它的看法也來(lái)了個(gè)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(cuò)是一種高級(jí)的耐火材料。把白色的二氧化鋯摻進(jìn)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(qiáng)。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(qiáng)烈地吸收氮、氫、氧等氣體。比方說(shuō)吧，溫度超過(guò)900℃時(shí)，錯(cuò)能猛烈地吸收氮?dú)?在200℃0的條件下，100克金屬能夠吸收817升氫氣相當(dāng)于鐵的80多萬(wàn)倍。
鋯的這個(gè)怪牌氣，給治煉它的工人師傅們?cè)斐闪撕艽蟮穆闊?，但是，在另外一些?chǎng)合它又能給人們帶來(lái)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(yáng)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(zhǎng)它們的使用時(shí)間。
還可以用做治金工業(yè)的“維生素”，發(fā)揮它強(qiáng)有力的脫氧、除二氧化鋯氮、去硫的作用。鋼里只要加進(jìn)1比1000的鋯，硬度和強(qiáng)度就會(huì)驚人地提高含的裝甲鋼、不銹鋼和耐熱鋼等，是制造裝甲車(chē)、坦克、大炮和防彈板等國(guó)防武器的重要材料。把錯(cuò)摻進(jìn)銅里，抽成銅線，導(dǎo)電能力并不減弱，而熔點(diǎn)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(qiáng)度是普通鎂合金的2倍，可用到噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件的制造上。
前面我們?cè)?jīng)提到過(guò)鋯粉。鋯粉的特點(diǎn)是著火點(diǎn)低和燃燒速度快，可以用做起爆雷管的起爆藥，這種高級(jí)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(lái)強(qiáng)光炫目是制造曳光彈和照明彈的好材料。
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