Meyers Großes Taschenlexikon in 25 Bänden
Zirkonium
Zirkoniumdas (fachsprachl. Zirconium), chem. Symbol Zr, Element der vierten Nebengruppe des Periodensystems chem. Elemente; Ordnungszahl 40, relative Atommasse 91,22, Dichte 6,49 g/cm3, Schmelzpunkt 1 852 ºC, Siedepunkt 4 377 ºC. Reines Z. ist ein grauweißes, glänzendes, relativ weiches, walz- und ziehbares Metall. In kompakter Form ist Z. gegen Sauerstoff beständig und überzieht sich beim Erhitzen nur mit einer dünnen Oxidschicht; fein verteiltes Z. (Pulver, Schwamm, Späne) reagiert dagegen schon bei geringem Erwärmen, bei Reibung oder Schlag sehr heftig mit Sauerstoff unter Bildung von Z.-Dioxid, ZrO2. Gegen Säuren und Alkalien ist Z. sehr beständig; es wird jedoch durch Königswasser, Flusssäure und konzentrierte Schwefelsäure angegriffen. Z. kommt in der Natur weit verbreitet vor und steht in der Häufigkeit der chem. Elemente an 20. Stelle. Technisch wichtige Z.-Minerale sind v. a. der Zirkon und der Baddeleyit. - Zur Gewinnung von Z. dienen v. a. Zirkonkonzentrate, die meist zunächst mit Alkalien aufgeschlossen und in Z.-Dioxid übergeführt oder im Lichtbogenofen mit Koks oder Graphit zu Z.-Carbonitrid (Gemisch von Z.-Carbid und Z.-Nitrid) umgesetzt werden; durch anschließendes Chlorieren erhält man daraus das Z.-Tetrachlorid, ZrCl4, das nach dem Kroll-Verfahren mit Magnesium reduziert wird. - Verwendung findet Z. wegen seiner geringen Neutronenabsorption rein oder in Form von Z.-Legierungen v. a. im Kernreaktorbau (z. B. für die Umhüllung von Brennstoffelementen). Daneben dient es wegen seiner chem. Beständigkeit in der chem. Industrie zur Herstellung von Apparateteilen, in der Chirurgie als Material z. B. für Schrauben und Nägel. Z.-Folien werden für Blitzlichtlampen, Z.-Pulver in der Pyrotechnik für Leuchtkugeln und Zünder verwendet.
Verbindungen: Z. liegt fast ausschließlich in der Oxidationsstufe +4, selten auch in den Stufen 0 bis +3 vor. Das Z.-Dioxid (Zirkonium(IV)-oxid), ZrO2, eignet sich wegen seines hohen Schmelzpunktes (2 700 ºC), seiner chem. Widerstandsfähigkeit und seines kleinen Wärmeausdehnungskoeffizienten zur Herstellung von feuerfesten Geräten und für Ofenauskleidungen. Durch Zusatz von 10-30 % Yttrium- oder Calciumoxid zu geschmolzenem Zirkoniumdioxid werden Mischkristalle gewonnen, die eine dem Diamanten entsprechende Lichtbrechung besitzen und als Diamantimitationen für Schmuckwaren verwendet werden. Die Hartstoffe Z.-Carbid, ZrC, und Z.-Nitrid, ZrN dienen v. a. als feuerfeste Werkstoffe.
Zirkoniumdas (fachsprachl. Zirconium), chem. Symbol Zr, Element der vierten Nebengruppe des Periodensystems chem. Elemente; Ordnungszahl 40, relative Atommasse 91,22, Dichte 6,49 g/cm3, Schmelzpunkt 1 852 ºC, Siedepunkt 4 377 ºC. Reines Z. ist ein grauweißes, glänzendes, relativ weiches, walz- und ziehbares Metall. In kompakter Form ist Z. gegen Sauerstoff beständig und überzieht sich beim Erhitzen nur mit einer dünnen Oxidschicht; fein verteiltes Z. (Pulver, Schwamm, Späne) reagiert dagegen schon bei geringem Erwärmen, bei Reibung oder Schlag sehr heftig mit Sauerstoff unter Bildung von Z.-Dioxid, ZrO2. Gegen Säuren und Alkalien ist Z. sehr beständig; es wird jedoch durch Königswasser, Flusssäure und konzentrierte Schwefelsäure angegriffen. Z. kommt in der Natur weit verbreitet vor und steht in der Häufigkeit der chem. Elemente an 20. Stelle. Technisch wichtige Z.-Minerale sind v. a. der Zirkon und der Baddeleyit. - Zur Gewinnung von Z. dienen v. a. Zirkonkonzentrate, die meist zunächst mit Alkalien aufgeschlossen und in Z.-Dioxid übergeführt oder im Lichtbogenofen mit Koks oder Graphit zu Z.-Carbonitrid (Gemisch von Z.-Carbid und Z.-Nitrid) umgesetzt werden; durch anschließendes Chlorieren erhält man daraus das Z.-Tetrachlorid, ZrCl4, das nach dem Kroll-Verfahren mit Magnesium reduziert wird. - Verwendung findet Z. wegen seiner geringen Neutronenabsorption rein oder in Form von Z.-Legierungen v. a. im Kernreaktorbau (z. B. für die Umhüllung von Brennstoffelementen). Daneben dient es wegen seiner chem. Beständigkeit in der chem. Industrie zur Herstellung von Apparateteilen, in der Chirurgie als Material z. B. für Schrauben und Nägel. Z.-Folien werden für Blitzlichtlampen, Z.-Pulver in der Pyrotechnik für Leuchtkugeln und Zünder verwendet.
Verbindungen: Z. liegt fast ausschließlich in der Oxidationsstufe +4, selten auch in den Stufen 0 bis +3 vor. Das Z.-Dioxid (Zirkonium(IV)-oxid), ZrO2, eignet sich wegen seines hohen Schmelzpunktes (2 700 ºC), seiner chem. Widerstandsfähigkeit und seines kleinen Wärmeausdehnungskoeffizienten zur Herstellung von feuerfesten Geräten und für Ofenauskleidungen. Durch Zusatz von 10-30 % Yttrium- oder Calciumoxid zu geschmolzenem Zirkoniumdioxid werden Mischkristalle gewonnen, die eine dem Diamanten entsprechende Lichtbrechung besitzen und als Diamantimitationen für Schmuckwaren verwendet werden. Die Hartstoffe Z.-Carbid, ZrC, und Z.-Nitrid, ZrN dienen v. a. als feuerfeste Werkstoffe.