金属王国传奇之铀棒的外衣——锆(Zr)〈一〉

马丁·克拉普罗思的发现

1789年,德国化学家、柏林科学院成员马丁·海因里希·克拉普罗思(Martin Heinrich Klaproth)在分析各种锆矿石时,发现了一种新元素,他将它命名为“锆”。锆的色泽美丽,界于金黄、桔黄和粉红色之间,所以早在亚历山大时代这种矿石就被认为是一种贵重宝石。它的名字显然是从阿拉伯文的“扎昆”(Za- rqun)演变来的。“扎昆”的意思是“金黄”。在文献资料中还记载过这种矿石的其它名字,如“红锆石”、“桔红色宝石”,等等。

你梦见了什么?

古时候,锆石不仅用作装饰品,还用作“护身符”。据说这种护身符“能给人带来欢快,能驱掉悲哀和邪念,能增进人的智慧,树立人的尊严。”古代的一位“医生”在他的著作中写道:“他随身携带着一种红色的'亚克霍特’(Yakhont)宝石,它可使他不做恶梦,使他信心坚定并忠实于人民。”

寻找职业

1824年,瑞典化学家琼斯·伯齐利厄斯(Jons Berzelius)第一次成功地提炼出了游离态的锆。但那时保持纯锆是不可能的,因此它的物理性能长期以来得不到研究。因此,和其它许多有价值的金属一样,锆虽已发现了好几十年,却一直没能找到自己“喜欢”的工作,而像铁呀,铜呀,还有铅这些知道怎样取悦于人,善于炫耀自己的家伙,却有得是工作可干。

直到二十世纪初,科学家们才从杂质中提炼出游离的金属锆,并仔细地研究了这种金属的性能。他们发现,锆几乎总是和铪伴生。在长达一百三十多年的时间里,科学家一直忽略了锆中含有铪,而且有时含量还相当大的这个事实。这只能归咎于尽管它们之间也有很大区别,但这两种金属的化学性质十分相似。下面我们还要详细谈谈这个问题。

在酸中的损失

纯锆的外表看起来像钢,但比钢硬而且更具可塑性。它最值得注意的性质之一是抗腐蚀性。在这方面,甚至能超过铌和钛这些抗腐蚀性很强的金属。如果把不锈钢浸在5%的盐酸中,在温度为60℃时浸泡上一年的话,它的厚度要损失2.6毫米。在同样条件下,钛的损失约为1毫米,而锆的损失仅为千分之一毫米。锆的抗碱性能更是出类拔萃,在这方面它甚至能超过拥有“当之无愧的杰出抗腐蚀战士”声誉的钽。由于锆具有惊人的抗腐蚀性能,它在神经外科这个极其敏感的医学领域中已找到了用武之地。锆合金是良好的手术器械材料。有时,在进行脑外科手术中用锆丝进行缝合。