Для выделения соединений Ц. из кислых растворов применяют следующие способы: 1) кристаллизацию оксихлорида Ц. ZrOCl2 ×8H2 O при выпаривании солянокислых растворов; 2) гидролитическое осаждение основных сульфатов Ц. xZrO2 ×ySO3 (zH2 O из сернокислых или солянокислых растворов; 3) кристаллизацию сульфата Ц. Zr (SO4 )2 при добавлении концентрированной серной кислоты или при выпаривании сернокислых растворов. В результате прокаливания сульфатов и хлоридов получают ZrO2 .
Соединения Ц., полученные из рудного сырья, всегда содержат примесь гафния. Ц. отделяют от этой примеси фракционной кристаллизацией K2 ZrF6 , экстракцией из кислых растворов органическими растворителями (например, трибутилфосфатом), ионообменными методами, избирательным восстановлением тетрахлоридов (ZrCl4 и HfCl4 ).
Ц. в виде порошка или губки получают металлотермическим восстановлением ZrCl4 , K2 ZrF6 и ZrO2 . Хлорид восстанавливают магнием или натрием, фтороцирконат калия — натрием, а двуокись Ц. — кальцием или его гидридом. Электролитический порошкообразный Ц. получают из расплава смеси солей галогенидов Ц. и хлоридов щелочных металлов. Компактный ковкий Ц. получают плавлением в вакуумных дуговых печах спрессованных губки или порошка, обычно служащих расходуемым электродом. Ц. высокой степени чистоты производят электроннолучевой плавкой слитков, полученных в дуговых печах, или прутков после иодидного рафинирования.
Применение. Сплавы на основе Ц., очищенного от гафния, применяют преимущественно в качестве конструкционных материалов в ядерных реакторах, что обусловлено малым сечением захвата тепловых нейтронов (см. Циркониевые сплавы ). Ц. входит в состав ряда сплавов (на основе магния, титана, никеля, молибдена, ниобия и др. металлов), используемых как конструкционные материалы, например, для ракет и др. летательных аппаратов. Из сплавов Ц. с ниобием делают обмотки магнитов сверхпроводящих . В литейном производстве применяют цирконистые огнеупоры . К числу наиболее распространённых пьезокерамических материалов (пьезокерамики) относится группа цирконата — титаната свинца (например, ЦТС-23). В металлокерамических материалах (керметах) металлическим составляющим является Ц., а керамическим — его двуокись ZrO2 . При производстве генераторных ламп проволока из Ц. служит геттером .
Ц. используют в качестве коррозионно-стойкого материала в химическом машиностроении. Присадки Ц. служат для раскисления стали и удаления из неё азота и серы. Порошкообразный Ц. применяют в пиротехнике и в производстве боеприпасов. Сульфат Ц. — дубитель в кожевенной промышленности.
Лит.: Справочник по редким металлам, ред. К. А. Гемпел, пер. с англ., М., 1965; Основы металлургии, т. 4, М., 1967; Зеликман А. Н., Меерсон Г. А., Металлургия редких металлов, М., 1973.
О. Е. Крейн.
Цирконистые огнеупоры
Цирко'нистые огнеупо'ры, изготовляются на основе двуокиси циркония (ZrO2 ) или циркона (ZrSiO4 ). Циркониевые (бадделеитовые) огнеупоры изготовляют из ZrO2 формованием порошкообразных масс и обжигом при 1700—2200 °С. Предварительно ZrO2 стабилизируют плавлением или обжигом при 1700—1750 °С с добавкой 5—7% CaO или других структурно близких к ней окислов. Изделия имеют огнеупорность выше 2000 °С и характеризуются высокой химической стойкостью к расплавам, щелочам и большинству кислот. Применяются в виде тиглей для плавки платины, палладия и др. металлов и кварцевого стекла, в реакторостроении, для футеровки высокотемпературных печей и т. д. Легковесные изделия, волокна и зернистые порошки пригодны для высокотемпературной теплоизоляции. Цирконовые огнеупоры изготовляют из цирконового концентрата или предварительно обожжённой смеси циркона с глиной путём прессования и обжига при температуре около 1500—1550 °С. Свойства изделий: кажущаяся плотность 3,0—3,4 г/см3 , температура начала деформации под нагрузкой 2 кгс/см2 1500—1570 °С, огнеупорность 1900—2000 °С. Применяются в виде стаканов для разливки стали, в печах для плавки алюминия, в сталеразливочных ковшах для специальных сталей, а также в виде масс и обмазок.
Лит.: Химическая технология керамики и огнеупоров, М., 1972.
А. К. Карклит.
Циркония двуокись
Цирко'ния двуо'кись, циркония оксид, ZrO2 , белые кристаллы; tпл 2900 °С. Нерастворима в воде, растворах большинства кислот, щелочей, солей и в органических растворителях; растворима в плавиковой кислоте, концентрированной серной, расплавленном стекле. Обладает амфотерными свойствами. В природе существует в виде минерала бадделеита. В промышленности получают прокаливанием сульфатов или хлоридов циркония. Получены синтетические кристаллы ZrO2 , стабилизированные окислами кальция, иттрия или др. редкоземельных элементов (названы фианитами ). Свыше 50% Ц. д. используется в производстве цирконистых огнеупоров , керамики, эмалей, стекла; служит также сырьём для получения циркония.
Лит. см. при ст. Цирконий .
Цирконосиликаты
Цирконосилика'ты, группа редких минералов, в основе структур которых лежат комплексные кремниево-циркониевые радикалы типа [Z (Si3 O9 )]2- (подгруппа катаплеита), [Zr (Si4 O11 )]2- (подгруппа власовита), [Zr (Si6 O15 )]2- (эльпидит), {Zr [Si6 O12 (OH)6 ]}2- (ловозерит), {Zr3 [Si3 O9 ]×[Si9 O24 (OH)3 ]}9- (эвдиалит). Роль катионов играют Na+ , К+ , Ca+ , Cr2+, Ba2+ , TR3+ . Известно около 30 минералов. Для Ц. характерны каркасные и кольцевые кристаллические структуры. Твердость по минералогической шкале 4—5, плотность 2600—3200 кг/м3 . Ц. кристаллизуются из высокощелочных расплавов и растворов; характерны для нефелиновых сиенитов, сиенит-пегматитов и зон щелочного метасоматоза в ассоциации с нефелином, натролитом, микроклином, альбитом, эгирином и др. минералами.
Циркуль (инструмент)
Ци'ркуль (от лат. circulus — круг, окружность), инструмент для вычерчивания окружностей и их дуг, измерения длины отрезков и перенесения размеров, а также для изменения (кратного увеличения или уменьшения) масштаба снимаемых размеров. Различают следующие основные типы Ц.: разметочный, или делительный, — для снятия и перенесения линейных размеров; чертёжный, или круговой,—для вычерчивания окружностей диаметром до 300 мм; чертёжный кронциркуль — для вычерчивания окружностей диаметром от 2 до 80 мм; чертёжный штангенциркуль (см. Штангенинструмент ) — для вычерчивания окружностей диаметром свыше 300 мм; пропорциональный, позволяющий изменять масштаб снимаемых размеров (см. рис. ).
Судя по сохранившимся начерченным кругам, Ц. применялся ещё вавилонянами и ассирийцами. Железный Ц. найден в галльском кургане 1 в. н. э. на территории Франции. Много древнеримских бронзовых Ц. известно по находкам в Помпеях (1 в. н. э.). Среди них представлены уже все современные типы Ц.: наряду с простыми Ц. имеются Ц. с загнутыми концами для измерения внутреннего диаметра предметов, Ц. округлых очертаний (кронциркули) для измерения максимального диаметра, пропорциональные Ц. для кратного увеличения и уменьшения размеров. В Древней Руси был распространён циркульный орнамент из мелких правильных кружков на костяных предметах. Стальной циркульный резец для нанесения такого орнамента найден при раскопках в Новгороде.