锆(化学元素)

锆(Zirconium)是一种化学元素,它的化学符号是Zr,它的原子序数是40,是一种银白色的高熔点金属之一,呈浅灰色。1789年德国化学家克拉普罗斯在锆石中发现锆的氧化物,并根据锆石的英文名命名;1824年瑞典化学家贝采利乌斯首次制成不纯的金属锆;1925年荷兰科学家阿克尔和德博尔制得有延展性的块状金属锆。锆有耐腐蚀性,可溶于氢氟酸和王水;高温时,可与非金属元素和许多金属元素反应,生成固体溶液化合物。

锆(化学元素)

字义

基本字义

一种金属元素,应用于原子能工业和在高温高压下用作耐蚀化工材料等。

详细字义

〈名〉

一种钢灰色、强延性、难熔、主要呈四价的金属元素,以化合物形式广泛存在于锆石和二氧化锆矿中[zirconium]——元素符号Zr

理化参数

体积

14.1立方厘米/摩尔

含量

太阳中的含量:0.04

海水中的含量:0.000009(微量元素)

地壳中含量:190(微量元素)

周期表参数

相对原子质量:91.224⑵

原子序数:40

质子数:40

中子数:见“同位素”

所属周期:5

所属族数:ⅣB

电子排布:[kr]4d^25s^2

硬度

莫氏硬度:4.5

氧化态

主氧化态:+4

其它:0、+1、+2、+3

晶包参数

锆为六方晶胞

溶沸点

熔点:1852℃

沸点:4377℃

密度

密度:6.49克/立方厘米

元素描述

元素英文名称:Zirconium

相对原子质量:91.22

核内质子数:40

核外电子数:40

核电核数:40

质子质量:6.692E-26

硫酸锆

质子相对质量:40.28

所属周期:5

所属族数:ⅣB

摩尔质量:91

氢化物:ZrH4

氧化物:ZrO₂

最高价氧化物化学式:ZrO2

密度:6.49

熔点:1852.0

沸点:4377.0

外围电子层排布:4d25s2

核外电子排布:2,8,18,10,2

核电荷数:40

电子层:K-L-M-N-O

颜色和状态:钢灰色金属

原子半径:1.60

常见化合价:+2,+3,+4

元素来源:

四氧化锆用镁还原可制得。

锆合金

锆管头以锆为基体加入其他元素而构成的有色合金。主要合金元素有锡、铌、铁等。锆合金在300~400℃的高温高压水和蒸汽中有良好的耐蚀性能、适中的力学性能、较低的原子热中子吸收截面,对核燃料有良好的相容性,多用作水冷核反应堆的堆芯结构材料。此外,锆对多种酸、碱和盐有优良的抗蚀性,与氧、氮等气体有强烈的亲和力,因此锆合金也用于制造耐蚀部件和制药机械部件,在电真空和灯泡工业中被广泛用作非蒸散型消气剂。

工业规模生产的锆合金有锆锡系和锆铌系两类。前者合金牌号有Zr-2、Zr-4,后者的典型代表是Zr-2.5Nb。在锆锡系合金中,合金元素锡、铁、铬、镍可提高材料的强度、耐蚀性和耐蚀膜的导热性,降低表面状态对腐蚀的敏感性。通常Zr-2合金用于沸水堆,Zr-4合金用于压水堆。在锆铌系合金中,铌的添加量达到使用温度下锆的晶体结构的固溶极限时,合金的耐蚀性最好。锆合金有同质异晶转变,高温下的晶体结构为体心立方,低温下为密排六方。锆合金塑性好,可通过塑性加工制成管材、板材、棒材和丝材;其焊接性也好,可用以进行焊接加工。

氧化锆

氧化锆(ZrO₂)是自然界的矿物原料,主要有斜锆石和锆英石。锆英石系火成岩深层矿物,颜色有淡黄、棕黄、黄绿等,比重4.6—4.7,硬度7.5,具有强烈的金属光泽,可为陶瓷釉用原料。纯的氧化锆是一种高级耐火原料,其熔融温度约为2900℃它可提高釉的高温粘度和扩大粘度变化的温度范围,有较好的热稳定性,其含量为2%-3%时,能提高釉的抗龟裂性能。还因它的化学惰性大,故能提高釉的化学稳定性和耐酸碱能力,还能起到乳浊剂的作用。在建筑陶瓷釉料中多使用锆英石,一般用量为8%—12%。并为“釉下白”的主要原料,氧化锆为黄绿色颜料良好的助色剂,若想获得较好的钒锆黄颜料必须选用质纯的氧化锆。

氧化锆还是一种理想的陶瓷原料,所生产氧化锆陶瓷被广泛用于航天航空、机械制造、光纤通讯、钟表饰品、医疗器械、刀具餐具等领域,有着广阔的发展空间。

硅酸锆

Zr(SiO4),折射率高1.93-2.01,化学稳定性能,是一种优质、价廉的乳浊剂,被广泛用于各种建筑陶瓷、卫生陶瓷、日用陶瓷、一级工艺品陶瓷等的生产中,在陶瓷釉料的加工生产中,使用范围广,应用量大。硅酸锆之所以在陶瓷生产中得以广泛应用,还因为其化学稳定性好,因而不受陶瓷烧成气氛的影响,且能显着改善陶瓷的坯釉结合性能,提高陶瓷釉面硬度。硅酸锆也在电视行业的彩色显像管、玻璃行业的乳化玻璃、搪瓷釉料生产中得到了进一步的应用。硅酸锆的熔点高:2500摄氏度,所以在耐火材料、玻璃窑炉锆捣打料、浇注料、喷涂料中也被广泛应用。

锆指数

Zrindex,后处理工艺中用来衡量溶剂降解程度的指标。95Zr是一种重要的裂片,降解后的溶剂对95Zr具有高选择性的保留作用,锆指数越大,溶剂降解越严重。锆指数(Z值)的测量方法是:反萃后有机相经氢氧化钠、水和硝酸洗涤后,用示踪量95Zr水相与之平衡,用3mol/L硝酸洗有机相3次,除去TBP萃取的95Zr。测定溶剂相中被保留的锆量,每109L溶剂保留的95Zr的摩尔数为溶剂的Z值。由于锆在水溶液中行为复杂,随测量条件不同,Z值会不同,因而常用不稳定系数来表征溶剂的稳定性:戈德堡-霍格内斯盒。

用途

锆的热中子俘获截面小,有突出的核性能,是发展原子能工业不可缺少的材料,可作反应堆芯结构材料。锆粉在空气中易燃烧,可作引爆雷管及无烟火药。锆可用于优质钢脱氧去硫的添加剂,也是装甲钢、大炮用钢、不锈钢及耐热钢的组元。锆是镁合金的重要合金元素,能提高镁合抗拉强度和加工性能。锆还是铝镁合金的变质剂,能细化晶粒。二氧化锆和锆英石是耐火材料中最有价值的化合物。二氧化锆是新型陶瓷的主要材料,不可用作抗高温氧化的加热材料。二氧化锆可作耐酸搪瓷、玻璃的添加剂,能显着提高玻璃的弹性、化学稳定性及耐热性。锆英石的光反射性能强、热稳定性好,在陶瓷和玻璃中可作遮光剂使用。锆在加热时能大量地吸收氧、氢、氨等气体,是理想的吸气剂,如电子管中用锆粉作除气剂,用锆丝锆片作栅极支架、阳极支架等。

粉末状铁与硝酸锆混合,可作闪光粉。金属锆几乎全部用作核反应堆中铀燃料元件的包壳。也用来制造照相用的闪光灯,以及耐腐蚀的容器和管道,特别是能耐盐酸和硫酸。锆的化学药品可作聚合物的交联剂。

军事用途

从军工上来看,钢里只要加进千分之一的锆,硬度和强度就会惊人地提高。含锆的装甲钢、大炮锻件钢、不锈钢和耐热钢等是制造装甲车、坦克、大炮和防弹板等武器的重要材料。

从原子能和核能上来看,锆有突出的核能性,是发展原子能工业不可缺少的材料,中国的大型核电站普遍都用锆材,如果用核动力发电,每一百万千瓦的发电能力,一年就要消耗掉20到25吨金属锆。一艘三万马力的核潜艇所用的锆合金作核燃料的包套和压力管,使用量即可达20至30吨。

锆是一种稀有金属,具有惊人的抗腐蚀性能、极高的熔点、超高的硬度和强度等特性,被广泛用在航空航天、军工、核反应、原子能领域。本次“神六”上使用的抗腐蚀性、耐高的钛产品,其抗腐蚀性能远不如锆,其熔点1600度左右,而锆的熔点则在1800度以上,二氧化锆的熔点更是高达2700度以上,所以锆作为航空航天材料,其各方面的性能大大优越于钛。

吸气剂

在结识锂和钛的时候,知道它都有爱跟气体“交朋友”的怪脾气。锆也有这个脾气,它能强烈地吸收氮、氢、氧等气体。比方说,温度超过摄氏九百度,锆能猛烈地吸收氮气;在摄氏二百度的条件下,一百克金属锆能够吸收八百一十七升氢气,相当于铁的八十多万倍。锆的这个怪脾气,给冶炼它的工人师傅们造成了很大的麻烦,但是,在另外一些场合它又能给人们带来好处。比如在电真空工业中,人们广泛利用锆粉涂在电真空元件和仪表的阳极和其他受热部件的表面上,吸收真空管中的残余气体,制成高度真空的电子管和其他电真空仪表,从而提高它们的质量,延长它们的使用时间。

分析报告

根据美国国家地质局公布的最新数据,截止至2011年底,全球锆累计储量达到5200万吨,澳大利亚是锆储量最丰富的国家,储量为2100万吨,占全球储量的40.38%。2011年全球产量为141万吨,澳大利亚、南非、中国锆产量分列全球前三位,产量分别为72万吨、38万吨、10万吨。

〖目录〗

第一章锆行业概述

第一节产品概述

第二节产品说明

一、锆用途及应用领域

二、锆理化性质及质量标准

三、锆技术指标

四、2013年中国锆行业发展综述

五、我国锆行业产能扩增起步

第二章锆及其主要上下游产品

第一节锆主要上游产品

一、锆矿的性质

二、锆矿的用途

三、锆的生理效应与生物合成

第二节下游产品解析

第三节国内外最新应用研究进展

第三章2013年锆行业发展形势分析

第一节国内宏观经济环境分析

一、GDP历史变动轨迹分析

二、固定资产投资历史变动轨迹分析

三、2013年中国宏观经济发展预测分析

第二节锆行业发展概况

一、锆行业发展特点分析

二、锆行业投资现状分析

三、锆行业总产值分析

四、锆技术发展分析

第三节产品原料市场

一、产品技术专利

二、产品行业竞争

第四章锆产品生产工艺及技术趋势研究

第一节质量指标情况

第二节国外主要生产工艺

第三节国内主要生产方法

第四节最新技术进展及趋势研究

一、产品近地市场

二、产品工艺设备采购渠道

第五章2013年国内锆产品市场供需分析

第一节锆市场特征分析

第二节锆市场需求情况分析

一、市场容量

二、潜在需求

第三节锆市场供给情况分析

一、产品供给

二、渠道供给能力

第四节锆市场价格走势分析

一、价格走势分析

二、价格走势预测

第五节锆市场供给平衡性分析

第六章2013年锆产品进出口情况

第一节进口市场

一、进口产品情况分析

二、进口量统计分析

第二节出口市场

一、出口产品情况分析

三、出口量统计分析

第三节进出口政策

一、贸易政策研究

二、关税政策研究

第七章锆国内重点生产厂家竞争与趋势分析

第一节东方锆业

一、企业概况

二、竞争优势分析

三、2011-2013年经营状况分析

四、2014-2018年公司发展战略分析

第二节升华拜克

一、企业概况

二、竞争优势分析

三、2011-2013年经营状况分析

四、2014-2018年公司发展战略分析

第三节嘉宝集团

一、企业概况

二、竞争优势分析

三、2011-2013年经营状况分析

四、2014-2018年公司发展战略分析

第四节陆家嘴

一、企业概况

二、竞争优势分析

三、2011-2013年经营状况分析

四、2014-2018年公司发展战略分析

第五节岭南有色金属股份有限公司

一、企业概况

二、竞争优势分析

三、2011-2013年经营状况分析

四、2014-2018年公司发展战略分析

第六节广东韶能集团股份有限公司

一、企业概况

二、竞争优势分析

三、2011-2013年经营状况分析

四、2014-2018年公司发展战略分析

第七节朝阳百盛锆钛股份有限公司

一、企业概况

二、竞争优势分析

三、2011-2013年经营状况分析

四、2014-2018年公司发展战略分析

第八节深圳市鹏泰锆金属有限公司

一、企业概况

二、竞争优势分析

三、2011-2013年经营状况分析

四、2014-2018年公司发展战略分析

第九节宝鸡市惠友金属材料公司

一、企业概况

二、竞争优势分析

三、2011-2013年经营状况分析

四、2014-2018年公司发展战略分析

第八章2013年金属锆国内市场综述

第一节金属锆市场状况分析

第二节金属锆产量分析

第三节金属锆需求量分析

第四节金属锆产供需状况分析

第五节金属锆价格走势分析

第九章2014-2018年金属锆市场前景预测

第一节未来市场发展趋势

一、产品发展趋势

二、价格变化趋势

三、用户需求变化趋势

第二节未来市场前景预测

一、市场规模预测分析

二、市场结构预测分析

三、市场供需情况预测

第三节产品营销渠道与销售策略

一、产品策略

二、营销渠道

三、价格策略

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