December 3, 2025
지르코늄 (Zr) 은 빛나고 은색의 흰색의 전환 금속입니다.특히 핵 및 화학 산업에서지르코늄은 지르코늄의 가장 중요한 원료인 지르코늄에 이름을 붙여서 붙여진데,그리고 낮은 중성자 흡수 직선선.
지르코늄의 원자 번호는 40이고 주기율표의 4 그룹에 위치하고 있습니다. 티타늄 바로 아래에 있고 하프늄 바로 위에 있습니다. 사실, 지르코늄과 하프늄은 자연에서 거의 항상 함께 발생합니다.그리고 그들의 화학적 특성은 매우 유사해서 그것들을 분리하는 것은 역사적으로 어렵고 에너지집약적인 과정입니다.이 밀접한 관계는 란타나이드 수축이라고 불리는 현상으로 인해 두 원소의 원자 반지름이 거의 동일합니다.하프늄의 존재는 문제가 아닙니다., 하지만 핵 사용의 경우 하프늄은 강력한 중성자 흡수기이고, 지르코늄은 그렇지 않기 때문에 분리가 필수적입니다.
순수한 지르코늄 은 방 온도 에서 부드럽고 융통성 있는 금속 으로, 가공 가 가 용이 하게 됩니다. 하지만, 얇게 분말 되면지르코늄은 가연성이 높고 공기 속에서 자발적으로 불타기도 합니다. 이러한 특성 때문에 산업 공정에서 조심스럽게 처리해야 합니다.대량 형태로, 금속은 밀도가 높고 안정적이며 매우 수동적인 산화질층으로 보호됩니다 ($ZrO_2$이 자기 회복성 산화질소 층은 지르코늄의 비범한 부식 저항성의 비밀입니다.
이 금속은 약$1855^{circ}C$($3371^{circ}F$그리고 끓는 지점은$4377^{circ}C$($7911^{circ}F$) 그 고온 강도와 안정성은 다른 구조 금속 대부분이 실패하는 환경에서 매우 중요합니다. 화학적으로, 지르코늄은 산, 알칼리,그리고 바닷물, 종종 극도로 부식성 화학 처리 환경에서 티타늄과 스테인리스 스틸보다 더 잘 수행합니다.
지르코늄은 자연에서 원소 상태에서 결코 발견되지 않습니다. 주요 상업적 원천은 미네랄 지르콘 (지르코늄 실리케이트,$ZrSiO_4$금속을 추출하기 위해 지르콘은 옥시드로, 그리고 엽록소로 변환되어야 합니다.고 순수성 생산에 가장 일반적인 산업 방법, 금속 지르코늄은크롤 공정.
크롤 공정은 지르코늄 테트라클로라이드 ($ZrCl_4$마그네슘 ($Mg$이산화탄소 (이산화탄소) 는 주름과 같은 물질로 만들어지며, 주름과 같은 물질로 만들어집니다.소재가 아닌 소재가 아닌 소재, 잎 또는 막대기 제조 부품.
핵용용품의 경우 중성자를 흡수하는 하프늄을 제거하는 엄격한 요구 사항은 복잡한 액체-액체 추출 기술 또는 전문 증류 방법을 통해 충족됩니다.그 결과 핵질의 지르코늄, 하프늄이 거의 없는데, 합금의 기초입니다.지르칼로이.
지르코늄의 독특한 특성은 여러 고위급, 전문 산업에서 사용하도록 지시합니다.
1원자력 산업 (Zircaloy):
이것은 아마도 지르코늄의 가장 중요한 응용 분야입니다. 전 세계적으로 소비되는 지르코늄 금속의 90% 이상이 원자력 분야에 사용됩니다. 이유는 두 가지입니다.지르코늄은 뜨거운 물과 증기에 대한 경식 저항성이 매우 뛰어나다.그리고 매우 낮은 온도 중성자 흡수 직경을 가지고 있습니다.지르코늄은 핵분열 연쇄반응을 유지하는데 필요한 중성자를 흡수하지 않습니다.이 특성 조합은 지르칼로이 (Zircaloy) 를 가벼운 물 원자로 (LWR) 의 연료 막대 부착에 이상적인 재료로 만듭니다.클레이딩은 핵연료를 포함하고 동시에 중성자가 다음 연료 펠릿으로 통과하도록해야합니다., 이 모든 것은 강렬한 열, 압력, 그리고 연소 핵 내부의 부식적인 환경을 수년 동안 견딜 수 있습니다.지르칼로이 는 전 세계 대부분의 상업용 원자력 발전소 가동에 필수적 인 원자력 재료입니다..
2화학 가공 산업 (CPI):
지르코늄은 우수한 부식 저항성으로 인해 가혹한 화학 환경에서 이상적인 건설 재료입니다.질산지르코늄으로 제조된 부품은 열 교환기, 파이프, 펌프 인하, 밸브 및 반응 용기 등이 있습니다.높은 초기 비용 은 종종 재료 의 긴 사용 수명 때문 이다, 이는 유지보수 비용과 정지 시간을 줄이는 것으로 나타납니다.
3합금 물질:
순수한 형태 또는 지르칼로이보다 덜 흔하지만, 지르코늄은 합금 원소로 사용될 수 있습니다. 예를 들어,소량의 지르코늄은 강도와 열 안정성을 높이기 위해 일부 구리 합금에 첨가됩니다.특히 용접 전극과 같은 응용 분야에 사용됩니다. 또한 특정 철강 및 알루미늄 합금에서 찾을 수 있습니다.
4의학 및 생의학 응용:
지르코늄 과 그 합금 은 의약품 에서 틈새 용도 를 찾았다. 그 생물 호환성, 높은 강성, 그리고 착용 저항성 은 수술 도구 에 적합 하게 하고, 점점 더,특정 정형 임플란트지르코니아로 알려진 지르코늄 산화물 ($ZrO_2$) 은 뛰어난 미적 특성과 내구성으로 인해 왕관과 다리를 위해 치과에서 사용되는 고강성 세라믹입니다.
5소비자 및 틈새 사용:
지르코늄 금속 및 그 화합물은 다른 여러 가지 응용 분야가 있습니다. 지르코늄 산화소는 매우 높은 녹는점으로 인해 불소연 산업의 주요 구성 요소입니다.오븐 포닝에 적합하게 만드는보석 의 경우, 자연 에서 발견 되는 지르콘 미네랄 은 보석 으로 인기가 있으며, 합성 큐브 지르코니아 는 널리 사용 되고 값 이 저렴 한 다이아몬드 시뮬랜트 이다.금속은 때때로 플래시 파우더와 전문 피로테크닉에 사용되며, 그 분말 형태의 불화성 때문에 사용된다..
요약하자면, 지르코늄은 매우 전략적이고 기술적으로 중요한 물질입니다.고온 안정성, 그리고 거의 비교할 수 없는 진식 저항성, 특히 중성자 투명성,가 대체할 수 없는 지위에 올립니다.세계 원자력 인프라와 화학 산업의 가장 까다로운 구석에 대한 기초 재료로서의 역할을 강화합니다..
