Zirconium

Symbol: Zr
Ordungszahl: 40

4. Nebengruppe (Titangruppe)

Namensbedeutung
Entdeckung
Vorkommen
Eigenschaften
Isotope
Verwendung

Namensbedeutung

nach dem Edelstein Zirkon benannt; zargun (arab.): goldfarben (engl.: zirconium)

Entdeckung

Im gleichen Jahr, in dem Martin H. Klaproth das Uran entdeckt, fand er auch das Oxid eines neuen Elements: 1789 isolierte er aus einem ceylonesischen Edelstein die "Zirkonerde". Die metallische Form des Elements erhielt erstmals 1824 Berzelius in Form eines schwarzen Pulvers. Technische Bedeutung erlangte es aber erst in unserem Jahrhundert als Werkstoff im Reaktorbau.

Vorkommen

Zirkonium ist nach Titan das zweithäufigste Element seiner Gruppe. Sein Anteil am Aufbau der Erdkruste beträgt schätzungsweise 0,02 Gewichtsprozent. Die wichtigsten Zirkonium-Mineralien sind Alvit (Zirkon, ZrSiO4) und Brasilit bzw. Baddeleyit (Zirkonerde, ZrO2). Es ist vergesellschaftet mit Hafnium.

Eigenschaften

Zirkonium ist ein hartes, dehnbares, silbrig-glänzendes Metall. Es wird wie Titan sehr schnell durch eine dünne Oxidschicht passiviert und ist deshalb gegen Korrosion unanfällig. In kompakter Form wird es auch bei hohen Temperatur nicht von Wasser, Säuren oder Laugen angegriffen. In pulverisierter Form ist es leicht entflammbar und verbrennt mit einer Magnesium-ähnlichen Flamme. Zirkonium tritt in zwei verschieden Modifikationen auf: hexagonale bzw. kubische Kugelpackung. − Die wichtigste Zirkonium-Verbindung ist Zirkoniumdioxid.

Isotope

Insgesamt sind fünf stabile Isotope bekannt, von denen Zr-90 mit 51,5% am häufigsten ist. Außerdem gibt es 19 Radionuklide. Sie haben Halbwertszeiten zwischen 1,5 Mio Jahren (Zr-93) und 1,2 Sekunden (Zr-104). Für die kernphysikalische Forschung ist Zr-95 (HWZ: 64 Tage) von Interesse; es hat eine hohe Radiotoxizität.

Verwendung

Jährlich werden heute ca. 7000 Tonnen des Metalls hergestellt. Da der Einfangquerschnitt von Zirkonium für thermische Neutronen sehr klein ist, wird die Legierung Zirkalloy für die Hüllrohre von Uranbrennstäben verwendet. Des weiteren wird es für korrosionsfeste Werkstoffe in der Schiffahrt oder in Verbindung mit Niob für supraleitende Materialien eingesetzt. Außerdem dient es für farbige Glasuren und als Füllstoff für Blitzlichter.

Rutherford Online - Lexikon der Elemente 2006
Elementbeschreibungen: Zirconium
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