Zirconium – Kim loại có năm điểm “thú vị”

Zirconium – kim loại có năm điểm “thú vị”
Rate this post

Zirconium là một loại kim loại đặc biệt, được chiết xuất từ khoáng chất zircon, với những đặc tính nổi bật không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực như năng lượng hạt nhân, công nghiệp hóa chất và y học. Từ tiếng Ba Tư zargun, Zirconium có nghĩa là “giống như vàng”, và đã được sử dụng trong trang sức và đồ trang trí từ lâu. Mới đây, Cơ quan Năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA) đã phát hành ấn phẩm “The Metallurgy of Zirconium” (Tạm dịch: “Khía cạnh kỹ thuật của Zirconium”), cung cấp một cái nhìn tổng quan và toàn diện về Zirconium, từ quá trình khai thác, tính chất cho đến ứng dụng của nó.

Zirconium – Kim loại màu xám bạc, sáng bóng

Zirconium là một loại kim loại có màu xám bạc và sáng bóng. Nó có khả năng dễ uốn, chống ăn mòn và nhiệt độ cực kỳ tốt. Ký hiệu của Zirconium trong bảng tuần hoàn là Zr, và số hiệu nguyên tử của nó là 40. Zirconium có điểm nóng chảy ở 1855°C và điểm sôi ở 4409°C, và không bị ăn mòn bởi axit, kiềm hoặc nước biển.

Khoáng vật zircon tồn tại phổ biến trên bề mặt trái đất

Zirconium chủ yếu được chiết xuất từ khoáng chất zircon, thường được tìm thấy trong cát ở vùng nước ven biển. Thay vì nằm trong các mỏ tập trung, khoáng chất này phân tán rộng rãi trong lòng đất. Các nước chủ lực trong việc sản xuất Zirconium bao gồm Úc, Trung Quốc, Indonesia, Nam Phi và Ukraine. Ngoài Trái đất, Zirconium đã được phát hiện trong các ngôi sao, bao gồm cả Mặt trời và đá mặt trăng.

Zirconium được phát hiện vào năm 1789

Zirconium được xác định bởi nhà hóa học người Đức Martin Klaproth từ một mẫu đá zircon được mang từ Sri Lanka. Zirconium tinh khiết, không pha trộn hoặc hợp kim với các nguyên tố khác, được sản xuất lần đầu tiên vào năm 1925. Tuy nhiên, Zirconium không được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp cho đến cuối những năm 1940, khi nó trở thành một vật liệu kỹ thuật quan trọng được sử dụng trong ngành năng lượng hạt nhân.

Zirconium

Zirconium được sử dụng chủ yếu trong năng lượng hạt nhân

Zirconium không thể thiếu trong ngành năng lượng hạt nhân, đặc biệt là trong việc sản xuất lớp vỏ cho các thanh nhiên liệu hình trụ dài bên trong lò phản ứng hạt nhân. Zirconium được coi là vật liệu tối ưu để bao quanh các viên uranium: kim loại này có khả năng chống ăn mòn và chịu nhiệt độ cao; đồng thời, nó cũng hấp thụ rất ít neutron được tạo ra trong quá trình phản ứng phân hạch hạt nhân, điều này cần thiết để quá trình phản ứng diễn ra hiệu quả bên trong lõi lò phản ứng và duy trì sự sản sinh năng lượng. Sử dụng Zirconium giúp bảo vệ nhiên liệu hạt nhân khỏi tiếp xúc với chất làm mát, thường là nước chảy qua vùng hoạt lò phản ứng, và ngăn không cho chất làm mát bị nhiễu bẩn phóng xạ. Ước tính rằng khoảng 90% Zirconium sản xuất trên toàn cầu được sử dụng trong ngành năng lượng hạt nhân.

Zirconium không chỉ sử dụng trong lĩnh vực hạt nhân

Do khả năng chống ăn mòn đặc biệt, Zirconium cũng được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp hóa chất. Các hợp chất Zirconium được sử dụng trong sản xuất gốm sứ, chất mài mòn, dây tóc đèn, động cơ phản lực và các bộ phận của tàu con thoi. Trong lĩnh vực y tế, Zirconium dioxide, được gọi là zirconia, được sử dụng làm vật liệu cấy ghép nha khoa và trong phẫu thuật, nhờ tính tương thích sinh học và độ bền của nó. Ngoài ra, Zirconia còn được sử dụng làm đá quý – zirconia khối – một loại vật liệu tổng hợp có thể thay thế cho kim cương và các loại đá quý khác.

Nguồn hình ảnh: Giaidapviet.com