中科白癜风微信账号 http://m.39.net/news/a_5863494.html“兰陵美酒郁金香,玉碗盛来琥珀光。”
自古以来,宝石都是财富和高贵的象征,璀璨的钻石、惹火的红宝石、高雅的蓝宝石、无瑕的祖母绿、明亮的猫眼绿……宝石家族成员众多,各有特色,也各有拥趸。
但,还有一种品类的珠宝,却常常被人误解和遗忘,TA就是本期主角,排在周期表第40位的金属、光彩夺目的Zr锆。
历史和辉煌
“锆”的命名来源于“锆石”(或锆英石),德语:Zirkon,波斯语:?????(zargun/zargon)意为金色之光,因为大多锆石都璀璨夺目、闪亮无比。
锆石的颜色非常丰富,从橙到红,黄到绿,粽到褐,还有尊贵的蓝色,非常齐全,早在几个世纪前,就被人类用作珠宝和装饰品,《圣经》中称锆石是以色列大祭司佩戴的12种宝石之一。
敲黑板!跑题小贴士:这12种宝石应该是碧玉、蓝宝石、玉髓、祖母绿、绿玛瑙、红宝石、橄榄石、绿柱石、托帕石、绿玉髓、红锆石、紫晶。你最喜欢哪一款呢而最为特殊的当属无色透明的锆石了,由于TA具有高折射率,切割抛光后晶体呈现出的亮眼夺目,酷似钻石,长久以来,始终被误认为是一种软质的钻石。
锆的发现和提取都相对较晚,这主要归功于两位化学家:德国的马丁?海因里希?克拉普罗特(MartinHeinrichKlaproth)和瑞典的永斯?雅各布?贝采利乌斯(J?nsJacobBerzelius)。
年(另说是年)在柏林,马丁拿到一份产自斯里兰卡的黄锆石样品,并对该矿物成分进行分析,表明其中有25%的二氧化硅、0.5%氧化铁和70%的未知氧化物,他将这种未知的氧化物称为氧化锆“Zirkonerde”(德语“锆土”之意),确定了锆这一新元素的存在,同时也证明了锆石并不是钻石,澄清了人们的误解。
因为锆与铪的化学性质很相似,提取纯锆的难度较大。后来的二三十年间,各国的科学家们都进行了提纯的努力,比如最常见的电解法,但全都以失败告终。直到年,在斯德哥尔摩,贝采利乌斯用金属钾还原氧化锆,首次将金属锆成功分离,虽纯度不够,但这项实验在当时已产生了非同寻常的积极影响。
时间又过去了近年,年,荷兰的两位化学家才发现了生产高纯度锆的方法:用四碘化锆在白热的钨丝上分解,生成纯锆的晶棒。这被称为晶棒工艺。
如今,大部分的锆都是从锆石(ZrSiO4)和二氧化锆(ZrO2)中提取,提取的过程被称为“克罗尔法”(KrollProcess)。
锆石与钻石
以下篇章,小编要为锆石正名洗白了,希望大家的偏见和误解能少一点。
首先,锆石是一种晶体矿物,是锆的硅酸盐,也是地球上形成最古老的矿物之一。因其稳定性好,是同位素地质年代学最重要的定年矿物,是真的历史悠久。
另外,TA还有个很文艺的名字“风信子石”,据说还是日本人起的,作为十二月生辰石之一(另外两个是绿松石和青金石),象征着成功。(都说宝石玉器类有灵性,你愿意相信吗)
锆石还是天然宝石中折射率、色散仅次于钻石的宝石,无色透明的锆石是自然界所产宝石中外观与钻石最接近的宝石,是真正“以貌取宝”的金属晶体,哈哈。
而我们熟知的钻石,除了闪烁魅力无人抵挡,其昂贵价值也时常令人望尘莫及。这不,经过细心琢磨与美化,人们最大限度地利用了钻石的“撞脸兄弟”锆石,打造出完美的替代品。无论是从折光率、色泽、外观、质感等各方面。一时间,钻石和锆石确实难以用肉眼很好的区分,实际上锆石也已成为中低档宝石的佼佼者。
可是,也正因为外观极其相似,且锆石价格要美丽的多,就造成总有些不法商家用锆石来冒充钻石,欺骗消费者,牟取暴利。(所以,提醒各位伙伴,学会几个简单的区分方法很重要哦~!)
锆石有独特的光谱特征,会产生一种很特殊的光学现象:用放大镜观察锆石成品时,由其顶面可以看出底部的面和棱线有明显的双影,在正交偏光镜下出现四明四暗;而钻石因为是“均质体”,在正交偏光镜下全黑,绝不会有双影现象。
如果你对正交偏光镜不了解的话,没关系,还有更简单的辨别方法。钻石具有亲油性,圆珠笔可以在钻石表面轻易留下不间断的痕迹,也可以很容易的被擦掉;而锆石不具有亲油性,圆珠笔不能在其表面留下痕迹。
既然说到了不法商家以锆石冒充钻石的缺德行为,接下来咱不妨再歪歪楼,也说说所谓的假钻石。
如上文所说,本来在人造钻石出现之前,天然锆石是最佳的钻石代用品。但,似乎大多数人都搞不清楚,以为他们眼中那些与钻石极其相似又极其廉价的人工钻石,就是锆石,以至于一提起锆石,总觉得TA就是人工合成或者假钻之类的存在。其实这一切都是氧化锆的锅。
真正的天然锆石,只产在自然界中,并无对应的人工合成产物,且珠宝级的锆石已被归类为亚珍贵宝石。由于矿产资源过度开发导致的枯竭,实际上锆石的价格也早已昂贵了许多,尤其是那些颗粒大、颜色艳丽的,价格已经很恐怖了。
所以,假钻石假锆石就应运而生了,它就是人工培育下结晶后的二氧化锆“合成立方氧化锆(CubicZirconia)”,简称CZ,行业中俗称“水钻”,怎么样,这名字听起来熟悉多了吧,几乎全世界的商场和展柜里都有它的身影。记住,这是纯人工合成的,最盛产最廉价的钻石替代品,尽管它们闪耀的光泽一点没有比钻石黯淡。
想想吧,那么低的硬度,戴不了多久就伤痕累累了,还真能和锆石、钻石比嘛。Ps.夜市地摊货也不是水钻哦,那种品质更次,是玻璃和塑料。小伙伴们可不要混淆咯~
除了戴在你手上闪亮的珠宝,锆这个元素不管是金属还是化合物对人用处都很大,也早已被广泛应用在我们的日常生活中,比如:
硅酸锆:传统锆制品中的重要品种,主要用于建筑陶瓷、日用陶瓷及电瓷的色釉料生产。
碳酸锆:化妆品的添加剂和防水剂、阻燃剂、遮光剂以及纤维、纸张的表面助剂,是纺织、造纸、涂料、化妆品行业的重要原料。
硫酸锆:皮革鞣剂、羊毛处理剂和油漆表面氧化剂的重要原料,可用作催化剂载体、氨基酸和蛋白质、沉淀剂和除臭剂。
二氧化锆:适用于精密陶瓷、电子陶瓷、光学透镜、玻璃添加剂、电溶锆砖、陶瓷颜料、瓷釉、人造宝石、耐火材料、研磨抛光等行业和产品。
核级锆:主要用作核动力航空母舰、核潜艇和民用发电反应堆的结构材料、铀燃料元件的包壳等,是重要的战略金属。
以宝石之位进入,点缀、填色、丰满着我们的生活。锆并不高调,也绝不默默无闻,从生活到工业到军事,锆以它所能,始终在熠熠发光。
一路科研,一路前行。欢迎