Zirkonyum

Zirkonyum, Doğada bulunan bir metal türü olan bu element 18. Yüzyılda keşfedilen zirkonyum birçok alanda önemli derecede kullanılır. Zirkonyum, beyaz renkli kimyasal bir elementtir. Metali ilk olarak 1789 yılında Martin Heinrich Klaproth tarafından keşfedilmiş. 1824 yılında Jons Jakob Berzelius tarafından bulunmuştur. Zirkonyum periyodik cetvelin IVB grubunda yer alan bu element, doğada badeleyit ZrO2 ve zirkon mineralleri biçiminde bulunur. Zirkonyum dört klorürün magnezyumla indirgenmesi yöntemiyle üretilir. Normal sıcaklıklarda, üzerindeki oksit katmanından ötürü korozyona dayanıklıdır. Fakat yüksek sıcaklıklarda kimyevi özelliği ile aynıdır. Zirkonyum birçok madde ile kolaylıkla reaksiyon gösteren ve reaktif özelliği bulunan bir elementtir. Bundan dolayı da zirkonyum hava ve solüsyon ile temas halinde iken yüzeyinde bir oksit tabakası meydana gelir. Bu nedenle yüzeyinde oluşan bu oksit tabaka sayesinde zirkonyumun sıcaklığa ve korozyona karşı yüksek direnç gösterir. Zirkonyum genellikle Avustralya, Brezilya, Rusya, Amerika ve Hindistan olan ülkelerde maden kaynaklarından çıkarılır. Zirkonyum çok yönlü olup, farklı bileşik halinde bulunabilir. Bu bileşiklerin en önemlisi zirkonyum oksittir. Yine zirkonyum ikinci geçiş element serisine dahil olan elementlerden biridir. Zirkonyum, hafniyum ve utanyum elementleriyle benzer fiziksel ve kimyasal bileşimi olarak gösterilir. Zirkonyumun içerisinde bulunan hafniyum elementinin var olup olmaması durumunda zirkonyumun fiziksel direnci, mekanik ve korozyon direnci gibi özelliklerini yitirmez ve paslanmaz çelik kadar kuvvetlidir. Bu üç element arasındaki tek fark çekirdek yapılarıdır.

Zirkonyum Kimyasal Özellikleri; Zirkonyum ve hafniyum içeriğinde fiziksel olup, mekanik özelliğinin de farklı olmasına rağmen, iki alaşım da çok iyi bir şekilde korozyon direnci sağlarlar. Zirkonyum 702, saf bir zirkonyumdur. Bu element oksijene karşı, oda sıcaklığında koruyucu olarak bir oksit tabakası oluşturmasına neden olan çok yüksek bir çekimi vardır. Zirkonyum alaşımları, dondurucu soğuklarda bile süneklik gösterirler ve diğer mühendislik malzemelerine karşın çok iyidir. Ayrıca bu alaşımlar, düşük sıcaklıklarda meydana gelen yumuşaklıktan dolayı kırılganlığa geçişini engeller. Kimyasal özellikleri açısından zirkonyum ve hafniyum doğada kolay bir şekilde birlikte bulunurlar. Yüzde 0.028 bolluğu ile zirkonyum, yerkabuğundaki elementler arasında 11. Sırada yer alır. Cu, Pb, Ni, Zn gibi bilinen bazı diğer metallerden daha fazla zenginliktedir. Zirkonyum havada kırmızı bir alevle yanar. Fakat asitlerin ve alkalilerin etkisine dayanıklıdır. Alkalilerle birleşerek zirkonatlar verir. Zirkonyum başlıca iki mineralden oluşur. Zirkon ve zirkonyumdur.

Zirkonyum Kullanım Alanları; Yanma özelliği ile askeriyede kullanılır. Korozyona karşı ve aşınmaya karşı dayanıklı olması nedeniyle reaktörlerde yakıtların koruyucu kılıflarında kullanılır. Yine ağır nötronları ve geçirgen özelliği sayesinde bu alanda kullanılmasına sebep olmaktadır. Ancak zirkonyum ve hafniyum ile kullanılmadan önce birlikte bulunduğu hafniyumdan ayrılması gerekmektedir. Aynı zamanda aşınmaya karşı dayanıklı olduğu için çeşitli araç ve gereçlerin yapımında kullanılır. Yine kemik cerrahisinde de kullanılır ve özel tüplerin yapımında kullanılır. Dayanıklı olmasında dolayı bazı çeliklerin yapımında kullanılır. Yine vakum tiplerinde, flaş ampullerinde, patlayıcılarda ve yapay ipek yapımında kullanılır. Paslandırıcı maddelerle birlikte kimya dallarında geniş bir kullanıma sahiptir. Niyobyumla birleştiği zaman düşük sıcaklıklarda süper bir iletken özelliği vardır. Erime noktasının yüksek olması nedeniyle ateşe dayanıklı olan malzemelerin yapımında kullanılır. Ayrıca ısıya dayanıklı madde olarak cam ve seramik endüstrilerinde kullanılır.