性質(zhì)鋯的原子量為91.22。外層電子結(jié)構(gòu)為ztdz5s。。熔點(diǎn)1852℃。沸點(diǎn)4400℃。密度6.49g/cm3(20℃)。鋯鐵系相圖見一FN。鋯與鐵生成穩(wěn)定的化合物FeZr2(45.1%zr),熔點(diǎn)1650℃,F(xiàn)e—Zr系內(nèi)有兩個(gè)共晶體。在16%Zr時(shí)共晶熔點(diǎn)為1330℃;在84%Zr時(shí)共晶熔點(diǎn)約為940℃。鋯與硅生成多種硅化鋯。有Zr:Si(Si13.65%),ZrSi3(Si15.55%),ZrSi(Si23.55%)和ZrSi2(si38.12%)等。商品鋯硅鐵的密度約3.5g/cm3,熔化溫度范圍為1260~1345℃。
從鋯基色料的開發(fā)歷史來看,釩鋯蘭早被發(fā)現(xiàn), 1949年由美國(guó)的克雷倫斯﹒斯布萊特合成出來;鐠黃則是由日本學(xué)者在 1952 年合成出來。著色離子釩和鐠置換了ZrSiO4中的部分 Zr4+形成固溶體呈色。反應(yīng)過程中著色氧化物( PrO和 V2O5)以氣態(tài)形式擴(kuò)散并遷移到氧化鋯表面反應(yīng)形成固溶體。固溶體型色料是單相顏料,基體晶格ZrSiO4中固溶一定數(shù)量著色離子而呈色。與者不同,鋯鐵紅色料屬于鋯基色料中的包裹,是混晶色料,存在兩個(gè)相,其中發(fā)色的化合物或膠態(tài)金屬相被晶體所包裹。鋯鐵紅色料中的鐵離子不會(huì)與礦化劑、鹵化物等發(fā)生反應(yīng)形成揮發(fā)性氣體,故難以依靠自身擴(kuò)散遷移來完成反應(yīng),通過自身遷移到反應(yīng)帶同鋯結(jié)合。 [4]
鋯在其他介質(zhì)中的耐蝕性
在高溫高壓的尿素合成條件下,鋯及其耐蝕。
在許多有機(jī)化學(xué)聚合物、偶氮染料、生產(chǎn)介質(zhì)中,鋯也具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性。如在熱傳導(dǎo)介質(zhì),包括氯聯(lián)苯、異丙聯(lián)苯等混合物料試驗(yàn)中,鋯的腐蝕率在所有情況下為零。但如果介質(zhì)中存在氫,則鋯會(huì)吸氫。若有機(jī)介質(zhì)中含有水,鋯表面氧化膜的完整,將會(huì)減少氫的吸收。
鋯在300~400℃時(shí)不被大多數(shù)氣體(CO、CO2、SO2、C3H8、N2、水蒸氣和蒸氣)所腐蝕。當(dāng)鋯在空氣中加熱至425℃時(shí),會(huì)嚴(yán)重起皮。至540℃與氧反應(yīng)生成白色氧化鋯。超過704℃,鋯吸氫變脆。加熱至1000℃,會(huì)自然。鋯在氮?dú)鈿夥罩校?00℃開始緩慢反應(yīng),800℃后激烈反應(yīng)。真空退火不能除去鋯中的氧和氮?dú)湟兹苡阡啠芙舛入S著溫度升高而急劇。鋯在300~400℃開始相對(duì)吸氫。吸氫后造成鋯的“氫脆”。但氫能通過1000℃的真空退火而予以消除。鋯與氧、氮、氫有較大親和力的性質(zhì)與鈦相似