操作

ジルコニウム

ジルコニウムラテン語: zirconium[1])は原子番号40の元素元素記号Zrチタン族元素の1つ、遷移金属でもある。常温で安定な結晶構造は、六方最密充填構造 (HCP) のα型。862 ℃以上で体心立方構造 (BCC) のβ型へ転移する。比重は6.5、融点は1852 ℃。銀白色の金属で、常温でアルカリに対して安定。耐食性があり、空気中では酸化被膜ができ内部が侵されにくくなる。高温では、酸素窒素水素ハロゲンなどと反応して、多様な化合物を形成する。

用途

原子力

ジルコニウムは金属の中で熱中性子吸収断面積が最小のため、ジルカロイと呼ばれるジルコニウム合金が原子炉燃料棒の被覆材料(燃料被覆管)や沸騰水型原子炉燃料集合体のチャンネルボックスの材料として利用される。燃料被覆管を形成する際には、原子炉に入れたときにα相(稠密六方格子)の底面に水素化物が析出しやすく、それが原因で被覆管が破損する可能性があるため、ロールダイスにより管を回転往復させながら圧延するピルガー式圧延法を用いる。沸騰水型軽水炉ではα領域内の高温 (580 ℃) で最終焼鈍した再結晶材を使用し、加圧水型軽水炉では再結晶が生じていない450 ℃程度で焼鈍を行った歪み取り焼鈍材を使用する。

セラミックス

二酸化ジルコニウムは、白色顔料などに使われている他、圧電素子コンデンサーガラス差し歯や歯のブリッジ、セラミックの刃物など、あるいは陽極酸化によって発色する特性を活かして宝飾品などに使われている。

歴史

元素名は、宝石のジルコンアラビア語で金色を表す zarqun)が語源[2]1798年マルティン・ハインリヒ・クラプロートがジルコンから発見[2]1824年イェンス・ベルセリウスにより、フッ化カリウムジルコニウムをカリウムで還元することによって初めて金属分離された[2]

ジルコニウムの化合物

酸化反応

高温での酸化反応、および陽極酸化反応は次式で表される。

<ce>{Zr} + 2H2O -> {ZrO2} + 2H2</ce>

同位体

参照: ジルコニウムの同位体

国別の産出量ランキング

2011年における国別の産出量は以下の通りである(2011)[3]

順位 ジルコニウム鉱の産出量(千トン) 全世界での割合(%)
1 オーストラリア 762.0 47.0
2 南アフリカ共和国 383.0 23.6
3 中華人民共和国 150.0 9.3
4 インドネシア 130.0 8.0
5 モザンビーク 43.6 2.7

出典

  1. http://www.encyclo.co.uk/webster/Z/4 http://www.encyclo.co.uk/meaning-of-zirconium
  2. 2.0 2.1 2.2 桜井弘 『元素111の新知識』 講談社1998年、200頁。ISBN 4-06-257192-7 
  3. 地理 統計要覧 2014年版 ISBN 9784817603821 P,96

外部リンク


テンプレート:ジルコニウムの化合物