Cyrkon

Cyrkon (łac. zirconium) jest jednym z pierwiastków chemicznych. Choć mówi się o nim stosunkowo rzadko, zajmuje istotne miejsce w układzie okresowym. Występuje naturalnie w skorupie ziemskiej, a swoimi właściwościami przypomina inny mało znany pierwiastek o nazwie hafn. Ciekawostką jest, że cyrkon odkryto stosunkowo dawno, ponieważ już w 1789 roku.

Cyrkon – charakterystyka

W układzie okresowym pierwiastków cyrkon znajduje się w grupie metali przejściowych, a dokładniej w grupie 4 (IVB), okresie 5 i bloku d. Jego podstawowe właściwości fizyko-chemiczne można przedstawić w skrócie następująco:

• stopień utlenienia: IV;
• właściwości metaliczne: metal przejściowy;
• symbol chemiczny: Zr;
• kolor: srebrzystobiały;
• stan skupienia: stały;
• gęstość 6511 kg/m3;
• temperatura topnienia: 1855 stopni C;
• temperatura wrzenia: 4409 stopni C;
• masa atomowa: 91,224;
• właściwości tlenków: amfoteryczne.

Cyrkon został po raz pierwszy wykryty już w XVIII wieku przez Martina Klaprotha, który wyizolował go z próbek różnych minerałów, po czym wydzielił z niego krzemionkę. Jego powierzchnia szybko pasywuje, pokrywając się warstwą tlenków, która na dalszym etapie chroni go przed postępującym utlenianiem. Otrzymywanie czystego cyrkonu np. w celach przemysłowych jest jednak trudne, gdyż metal ten bardzo łatwo łączy się z węglem, azotem i tlenem. Można powiedzieć, że cyrkon jest najstarszym i najczęściej występującym w skorupie ziemskiej minerałem.

Zastosowanie cyrkonu

Cyrkon może być wykorzystywany w wielu różnych dziedzinach przemysłu i nie tylko. Znajduje zastosowanie np. w przemyśle nuklearnym, ponieważ wykazuje wysoką odporność na korozję oraz niską absorpcję neutronów. Jest też stosowany jako istotny surowiec w ceramice. Ceramika cyrkonowa jest twarda, ale równocześnie wykazuje dużą wytrzymałość na zginanie oraz odporność na pękanie. Własności te zawdzięcza zjawisku transformacji wzmacniającej zachodzącej w mikrostrukturze ZrO2. Stopy cyrkonu są wykorzystywane w procesach metalurgicznych, natomiast w medycynie bywa stosowany jako składnik protez i implantów.

Warto zaznaczyć, że tlenek cyrkonu pod względem technologicznym jest wymagającym materiałem. Jego odlewanie czy też obróbka mechaniczna jest praktycznie niemożliwa. Najbardziej powszechną formą technologii wytwarzania tego typu materiałów jest metalurgia proszków, z późniejszą kalcynacją.

Cyrkon w medycynie

Cyrkon jest najważniejszym składnikiem wykorzystywanym do produkcji Zirkonoxid. Ten pierwszej klasy materiał od ponad 20 lat z powodzeniem stosowany jest w ortopedii (np. w chirurgii stawu biodrowego) i w stomatologii. Charakteryzuje się znakomitymi właściwościami biologicznymi i jest bez wątpienia najlepszym i najnowocześniejszym materiałem na protezy. Jego najistotniejszymi zaletami są: wysoka przezierność, brak ciemnych krawędzi, wysoka biokompatybilność w ludzkim tkankami, długowieczność oraz możliwość doboru koloru do własnych potrzeb.

Cyrkon w środowisku naturalnym

Cyrkon jest dość powszechny w środowisku naturalnym. Spotkać go można w niektórych skałach i minerałach, zwłaszcza w skałach magmowych, metamorficznych oraz osadowych. Przyjmuje tam postać drobnych kryształków. Innymi źródłami naturalnymi cyrkonu są baddeleyit, niektóre plaże i osady rzeczne.

Olej z czarnuszki w kapsułkach 100% naturalny
Czarnuszka siewna (łac. Nigella sativa) jest naturalną substancją znaną od tysiącleci ze swoich właściwości. Wykorzystywana jest m.in. przy zmienionej chorobowo skórze. Działa antygrzybicznie, przeciwwirusowo, antyalergicznie, przeciwwrzodowo, ...
Zobacz tutaj ...

Bibliografia

1. Szczypara J., Paczuła D., Kolasińska M., Grześkowiak M., Tański T., Tlenek cyrkonu – własności, metody otrzymywania i zastosowanie w protetyce, Zeszyty Studenckich Kół Naukowych, 2/2020.
2. https://aestheticdental.pl/tlenek_cyrkonu.pdf.