Zirconium
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Le zirconium est un élément chimique, de symbole Zr et de numéro atomique 40.
Il a été découvert par Martin Heinrich Klaproth, qui l'a extrait du zircon en 1789 sous forme d'oxyde. En 1824, Jöns Jacob Berzelius l'a isolé sous forme métal.
C'est un métal de transition appartenant, avec le titane et le hafnium, à la colonne IVa de la classification périodique des éléments.
Il est trois fois plus abondant que le cuivre dans la croûte terrestre, dont il compose 0,028 % (principalement sous forme de zircon ZrSiO4 et de zircone ou dioxyde de zirconium ZrO2.
Son principal minerai, le zircon ZrSiO4 se présente quelquefois sous forme d'une pierre précieuse, la hyacinthe. La production mondiale est d'environ 7 000 tonnes par an.
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[modifier] Étymologie
« Zirconium » dérive de « zircon », le nom du minerai à partir duquel il a été extrait pour la première fois. Ce dernier vient de l'allemand Zirkon, un nom créé par le géologue et minéralogiste Abraham Gottlob Werner en 1783, que Martin Heinrich Klaproth décidera de reprendre en 1789. La formation du mot allemand reste obscure et pourrait venir de l'arabe de zarkûn, lequel découlerait du persan zargûn signifiant « couleur de l'or ».
[modifier] Propriétés physiques
À pression atmosphérique, le zirconium peut exister sous deux variétés allotropiques : en dessous de 863 °C, il est de structure hexagonale compacte (variété α) ; au-dessus de cette température, sa structure est cubique centrée (zirconium β).
[modifier] Utilisations
[modifier] Enveloppe pour combustible fissile
Cette utilisation représente 90 % de la production. Du fait de ses propriétés physico-chimiques (résistance à la corrosion, résistance à l'irradiation, grande pénétrabilité des neutrons lents, conservation des propriétés à haute température), ce métal est utilisé dans l'industrie nucléaire ou chimique, en alliages tels que le Zircaloy (avec de l'étain, du fer et du chrome).
Les crayons (cylindres) de combustible nucléaire utilisés dans les centrales à eau pressurisée sont en alliage de zirconium, épuré du hafnium présent dans le minerai naturel à des concentrations situées entre 1 et 3 % .
[modifier] Revêtement réfractaire
Pour revêtir des parois de fours et de réacteurs (chimiques).
[modifier] Faux diamant
L'oxyde de zirconium sous forme hyacinthe ou zircon permet de fabriquer des imitations de diamant un peu moins éclatant mais tout aussi résistant. Il était déjà utilisé par les anciens Égyptiens notamment pour des bijoux en forme du dieu scarabée, Khepri, symbole de la fertilité. Il est utilisé dans la surface des verres de lunette contre les rayures.
[modifier] Sonde à oxygène
Les sondes de mesure de la teneur en oxygène associées aux catalyseurs des moteurs à essence sont à base d'oxyde de zirconium, dopé à l'yttrium.
[modifier] Métallurgie
Le zirconium est un anti-recristallisant utilisé dans les alliages d'aluminium.
[modifier] Autres
Il est également utilisé en tant que pigment, additif et réactif dans l'industrie métallurgique, de composant de supraconducteurs, dans des composés céramiques, dont certains utilisés en orthopédie du fait de sa bonne tolérance par l'organisme humain.
[modifier] Effets du zirconium sur la santé
Le zirconium et ses sels ont généralement une basse toxicité systémique.
Le zirconium 95 est un des radionucléides impliqué dans l'essai atmosphérique des armes nucléaires. Il est parmi les radionucléides qui ont produit et continueront à produire un risque accru de cancers pour les décennies à venir.
[modifier] Effets du zirconium sur l'environnement
Le zirconium est peu susceptible de présenter un risque pour l'environnement, cependant il est déconseillé de l'ingérer.
