خبر خوش: دستیابی ایران به زیرکونیوم (زیکونیوم)

ایسنا نوشت:

دی‌بورید زیرکونیم (ZrB2)، در میان کامپوزیت‌های زمینه سرامیکی دما بالا، 
گزینه‌ مناسب و مورد توجهی است. این مواد در سیستم‌های حفاظت حرارتی برای 
کاربردهای هوا فضا، هواپیماهای مافوق صوت، اجزای موشک یا سایر کاربردهای 
صنعتی همانند الکترود قوس پلاسما و اجزای کوره استفاده می‌شود.
دکتر  مهدی شاهدی اصل، در خصوص دلیل انجام این تحقیق عنوان کرد: «ساخت دی‌بورید 
زیرکونیم به عنوان عضوی از خانواده سرامیک‌های دما بالا با مشکلات عمده‌ای 
همراه است. از جمله‌ می‌توان به دشواری دستیابی به چگالی کامل (ساختار غیر 
متخلخل) و چقرمگی شکست بالا (توانایی جذب انرژی که شکسته شدن و انهدام ماده
 را به تأخیر می‌اندازد) اشاره نمود. در این طرح برای بهبود ویژگی‌های 
مذکور در کامپوزیت‌های دی‌بورید زیرکونیم-کاربید سیلیسیم از افزودنی 
نانوگرافیت استفاده شده است.»
طبق نتایج بررسی‌ها، استفاده از این نانوافزودنی موجب افزایش چگالی نسبی تا نزدیکی 100 درصد می‌شود و تقریباً 
همه تخلخل‌های نمونه از بین می‌روند. بهبود حدود 300 درصدی در چقرمگی شکست 
نمونه‌ی تقویت شده با نانو گرافیت نسبت به نمونه‌ سرامیکی فاقد افزودنی از 
دیگر دستاوردهای این پژوهش بوده است
...

اما زیرکونیوم چیست؟

زیرکونیوم در طبیعت به صورت آزاد یافت نمی‌شود. اصلی‌ترین منبع اقتصادی زیرکونیوم، معدن سیلیکات زیرکونیوم است. زیرکون ZrSiOsub 4 در استرالیای نجس، برزیل، هند، روسیه و آمریکای نجس وجود دارد. زیرکونیوم به‌صورت پودر بی‌رنگ یا ماده بلوری و طوسی‌رنگ استخراج می‌شود. زیرکونیوم و Hafnium به نسبت 50 به 1 در زیرکون وجود دارند و جدا کردن آنها بسیار دشوار است.

زیرکونیم، فراورده فرعی معدن کاری و فرایند تهیه شن‌های معادن سنگین برای معادن تیتانیوم، Ilmenite و Rutile یا معادن قلع است. همچنین زیرکونیوم در 30 نوع از معادن دیگر که شامل Baddeleyite می‌شود، وجود دارد. این فلز با کم کردن کلرید بوسیله منیزیم در فرایند kroll تولید می‌شود. البته روشهای دیگری نیز برای تولید این فلز وجود دارد. زیرکونیوم با کیفیت اقتصادی و تجاری نیز حاوی 1 تا 3 درصد hafnium است.

این فلز همچنین در ستاره‌های S-Type بسیار فراوان است و در خورشید و سنگهای آسمانی نیز شناسایی شده است. نمونه سنگهای قمری که در چندین ماموریت آپولو جمع آوری شده‌اند، نشان می‌دهند که این سنگ‌ها به نسبت صخره‌های زمینی از مقدار بسیار بیشتری اکسید زیرکونیوم برخوردارند.

زیرکونیوم طبیعی از چهار ایزوتوپ پایدار و یک ایزوتوپ رادیواکتیو Zr-96 که طول عمر درازی دارد تشکیل شده است. دومین ایزوتوپ رادیواکتیو و پایدار این عنصر ، Zr-93 است که نیمه عمر آن 1.53 میلیون سال می‌باشد. برای این عنصر 18 ایزوتوپ رادیواکتیو دیگر شناسایی شده‌اند که بیشتر آنها نیمه عمری کمتر از یک روز دارند، به جز Zr-95 با نیمه عمر 64.02 روز Zr-88 با نیمه عمر 63.4 روز و Zr-89 با نیمه عمر 78.4 ساعت. حالت Decay اولیه قبل از Zr-92 الکترون گیری و حالت اولیه بعد از آن خوردگی بتا می‌باشد. هشدارها انسان با ترکیباتی که حاوی زیرکونیوم است، کمتر روبرو می‌شود با این حال این فلز زیاد سمی نیست. گرد این فلز در هوا آتش می‌گیرد و باید به آن به صورت عاملی برای آتش سـوزی گسترده یا انفجار توجه کرد. زیرکونیوم هیچ گونه نقش بیولوژیکی ندارد.

دوستان و برادران و خواهران گرامی دقت کنند که اهمیت این موضوع خیلی بیشتر از ساخت مواد کامپوزیت و الیاف فیبر کربن و .. است. این یعنی پشت سر گذاشتن بسیاری از گیرهایی که در تکنولوژی نوین به صورت گلوگاهی وجود داشتند. با دستیابی به این دانش مسلم است که خیلی راه‌های سختی که (حتا بنده فکرش را هم نمی‌کردم) پشت سر گذاشته‌ایم. این یعنی رسیدن به اوج تکنولوژی.. به همه کسانی که قلبشان برای این نظام و این امت و این مملکت می‌تپد صمیمانه تبریک می‌گویم.