Inhalt
- Zirkon, Zirkonium, Zirkonia und Zirkonia
- Industrielle Verwendungen von Zirkon
- Zirkon und radioaktiver Zerfall
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Zirkon, Zirkonium, Zirkonia und Zirkonia
In der Öffentlichkeit gibt es viel Verwirrung zwischen vier Materialien: Zirkon, Zirkonium, Zirkoniumdioxid und Zirkoniumdioxid. Zusammenfassende Definitionen dieser Begriffe finden Sie weiter unten.
Zirkon ist ein natürlich vorkommendes Mineral mit einer chemischen Zusammensetzung von ZrSiO4.
Zirkonium ist ein silberweißes Metall und ein chemisches Element. Es hat eine Ordnungszahl von 40 und ein Ordnungszeichen von Zr.
Zirkonia ist das weiße kristalline Oxid von Zirkonium mit einer chemischen Zusammensetzung von ZrO2. Eine natürlich vorkommende, aber seltene Form von ZrO2 ist das Mineral Baddeleyit.
Zirkonia ist ein synthetischer Edelstein, dessen Aussehen dem von Diamanten sehr ähnlich ist. Es verkauft sich für einen winzigen Bruchteil der Diamantkosten und war in der Vergangenheit das am häufigsten verwendete Diamantsimulans.
Alle diese Materialien sind miteinander verwandt. Zirkonium, Zirkoniumdioxid und kubisches Zirkoniumdioxid werden alle aus industriellem Zirkonium hergestellt.
Industrielle Verwendungen von Zirkon
Zirkonsand hat einen niedrigen Ausdehnungskoeffizienten und ist bei hohen Temperaturen sehr stabil. Es wird als Feuerfestmaterial in vielen Gießerei- und Gießereianwendungen verwendet. Eine der häufigsten Anwendungen ist die Herstellung von Keramik.
Zirkoniumdioxid (Zirkonoxid) wird durch Erhitzen von Zirkonsand auf eine Temperatur erzeugt, die hoch genug ist, um das Zirkonmolekül zu zersetzen. Zirkoniumdioxid ist in Pulverform hellweiß, hochreflektierend und thermisch stabil. Es wird als Trübungsmittel, Weißmacher und Pigment in Glasuren und Flecken auf Keramik und Keramik verwendet. Mit Yttriumoxid stabilisiertes Zirkoniumoxid wird zur Herstellung von kubischem Zirkoniumoxid, faseroptischen Komponenten, feuerfesten Beschichtungen, Keramik, Zahnersatz und anderen Dentalprodukten verwendet.
Zirkon dient als Primärerz des Zirkoniummetalls. Zirkonium wird in einer Vielzahl von Metallprodukten verwendet, die eine Beständigkeit gegen Hitze und Korrosion erfordern. Es wird zur Herstellung von Hochleistungslegierungen, Spezialstahl, Lampenfäden, Sprengstoffprimern, Computerausrüstung und vielen elektronischen Bauteilen verwendet.
Milliarden Jahre alte Zirkone: Diese Zirkonkörner wurden von Hand aus einem in Essex County, New York, gesammelten Quarz-Albit-Gestein gepflückt. Dieses Durchlichtbild des petrografischen Mikroskops zeigt Risse, Einschlüsse und Alterungszonen in den Körnern. Die Kerne und Ränder des Zirkonkorns spiegeln magmatische und tektonische Ereignisse wider, die vor etwa 1-1,15 Milliarden Jahren in der Region auftraten.
Zirkon und radioaktiver Zerfall
Viele Zirkonkristalle enthalten Spuren von Uran und Thorium. Diese radioaktiven Elemente wurden zum Zeitpunkt der Kristallisation in das Zirkon eingebaut. Sie wandeln sich stetig in ihre Zerfallsprodukte um. Das Verhältnis von Ausgangsmaterialien zu Tochterprodukten kann verwendet werden, um die Zeit der Kristallisation abzuschätzen. Bei dieser Methode sind die ältesten Mineralkörner der Welt in Australien vorkommende Zirkonkristalle. Sie sind schätzungsweise 4,4 Milliarden Jahre alt.
Wenn radioaktive Elemente in Zirkonkristallen oder in der Nähe befindlichen Materialien zerfallen, wird Strahlung emittiert. Der Zirkonkristall kann durch diese Strahlung beschädigt werden. Ein Teil des Zirkons wurde durch diese Strahlung so geschädigt, dass die Klarheit und die optischen Eigenschaften eines attraktiven Edelsteinmaterials nicht mehr erhalten bleiben. Aus diesem Grund eignet sich etwas Zirkon nicht als Schmuckstück.