Zum Inhalt springen

Zirconium

Dies ist ein als exzellent ausgezeichneter Artikel.
aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Eigenschaften
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl Zirconium, Zr, 40
Elementkategorie Übergangsmetalle
Gruppe, Periode, Block 4, 5, d
Aussehen silbrig weiß
CAS-Nummer

7440-67-7

EG-Nummer 231-176-9
ECHA-InfoCard 100.028.342
Massenanteil an der Erdhülle 0,021 % (20. Rang)[1]
Atomar[2]
Atommasse 91,224(2)[3] u
Atomradius (berechnet) 155 (206) pm
Kovalenter Radius 148 pm
Elektronenkonfiguration [Kr] 4d2 5s2
1. Ionisierungsenergie 6.634126(5) eV[4]640.1 kJ/mol[5]
2. Ionisierungsenergie 13.13 eV[4]1267 kJ/mol[5]
3. Ionisierungsenergie 23.170(4) eV[4]2236 kJ/mol[5]
4. Ionisierungsenergie 34.41836(6) eV[4]3320.87 kJ/mol[5]
5. Ionisierungsenergie 80.348(7) eV[4]7752 kJ/mol[5]
Physikalisch[6]
Aggregatzustand fest
Modifikationen zwei (α-/β-Zr)
Kristallstruktur hexagonal;

kubisch > 1140 K (867 °C)

Dichte 6,501 g/cm3 (25 °C)[7]
Mohshärte 5
Magnetismus paramagnetisch (χm = 1,1 · 10−4)[8][9]
Schmelzpunkt 2128 K (1855 °C)
Siedepunkt 4650 K[10] (4377 °C)
Molares Volumen 14,02 · 10−6 m3·mol−1
Verdampfungsenthalpie 591 kJ/mol[10]
Schmelzenthalpie 16,9 kJ·mol−1
Dampfdruck 0,00168 Pa bei 2125 K
Schallgeschwindigkeit 4650 (long.), 2250 (trans.) m·s−1 bei 293,15 K
Spezifische Wärmekapazität 270,0 J·kg−1·K−1
Elektrische Leitfähigkeit 2,36 · 106 S·m−1
Wärmeleitfähigkeit 22,7 W·m−1·K−1
Chemisch[11]
Oxidationszustände +2, +4
Normalpotential −1,553 V
(ZrO2+4H++4e → Zr+2H2O)
Elektronegativität 1,33 (Pauling-Skala)
Isotope
Isotop NH t1/2 ZA ZE (MeV) ZP
88Zr {syn.} 83,4 d ε
γ
89Zr {syn.} 78,41 h ε 2,832 89Y
90Zr 51,45 % Stabil
91Zr 11,22 % Stabil
92Zr 17,15 % Stabil
93Zr {syn.} 1,53 · 106 a β 0,091 93Nb
94Zr 17,38 % Stabil
95Zr {syn.} 64,02 d β 1,125 95Nb
96Zr 2,8 % 24 · 1018 a ββ 3,350 96Mo
Weitere Isotope siehe Liste der Isotope
NMR-Eigenschaften
Kernspin γ in
rad·T−1·s−1
Er (1H) fL bei
B = 4,7 T
in MHz
91Zr −5/2 2,496 · 107 0,00948 18,7
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP),[12] ggf. erweitert[13]

Pulver

Gefahrensymbol

Gefahr

H- und P-Sätze H: 250260
P: 222223231+232370+378422[13]
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Zirconium, häufig auch Zirkonium, ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol Zr und der Ordnungszahl 40. Sein Name leitet sich vom Zirkon, dem häufigsten Zirconium-Mineral, ab. Im Periodensystem steht es in der 5. Periode; es ist das zweite Element der 4. Gruppe (veraltet 4. Nebengruppe) oder Titangruppe. Zirconium ist ein sehr korrosionsbeständiges Metall. Biologische Funktionen sind nicht bekannt; es kommt in geringen Mengen (4 mg/kg) im menschlichen Organismus vor und ist nicht toxisch.[14] Aufgrund des geringen Wirkungsquerschnitts für Neutroneneinfang ist Zirconium der Hauptbestandteil der Hüllrohre von Kernbrennstoff. Hierbei ist die Trennung von Zirconium und dem chemisch sehr ähnlichen Hafnium nötig, welche für andere Anwendungen nicht erforderlich ist.

Es wird angenommen, dass das häufigste Zirconiummineral Zirkon schon in der Antike bekannt war. Es wird mit verschiedenen überlieferten Namen in Verbindung gebracht, etwa mit dem von Theophrastos von Eresos in De lapidibus beschriebenen lyngurium oder dem von Plinius dem Älteren in der Naturalis historia genannten Chrysolithos.[15] Diese Zuordnungen sind aber unsicher, so könnte mit lyncurium auch Bernstein oder Turmalin gemeint gewesen sein.[16]

Auch die Bezeichnung Hyazinth, heute eine farbige Zirkon-Varietät, nach dem Jüngling Hyakinthos (Υάκινθος) aus der griechischen Mythologie wird schon lange mit Zirkon in Verbindung gebracht. Aus diesem Wort entwickelte sich das französische jargon für farbige, diamantähnliche Edelsteine.[17] So bezeichnete Jean-Baptiste Romé de L’Isle den späteren Zirkon als Jargon de Ceylon.[18] Der Name Zirkon wurde erstmals 1783 von Abraham Gottlob Werner geprägt. Eine Möglichkeit ist, dass Werner diesen Namen aus jargon abgeleitet hat.[19][17] Eine weitere, häufig zu findende These ist, dass sich die Bezeichnung Zirkon vom arabischen oder persischen „zargun“ ableitet, was „goldfarben“ bedeutet.[20][21]

Martin Heinrich Klaproth untersuchte 1789 Zirkone aus Ceylon chemisch und fand dabei heraus, dass diese eine „bislang ungekannte, selbstständige, einfache Erde“, also das Oxid eines bislang unbekannten Elementes, enthalten. Diese nannte er nach dem Ausgangsstoff Zirkonerde oder Terra circonia.[22]

Metallisches Zirconium wurde erstmals 1824 von Jöns Jakob Berzelius dargestellt. Dazu erzeugte er zunächst aus Zirkonerde (Zirconiumdioxid), Flusssäure und Kalium Kaliumhexafluorozirconat(IV). Dieses reduzierte er durch Erhitzen mit Kalium in einem Eisenrohr zu einem schwarzen Pulver. Nach einigen Reinigungsschritten mit Wasser und verdünnter Salzsäure erhielt er schließlich das Metall. Daraus stellte Berzelius einige weitere Zirconium-Verbindungen her und bestimmte das Atomgewicht des Elementes.[23][24] Dieses war allerdings durch das noch nicht erkannte enthaltene Hafnium ungenau und wurde erst 1924 nach der Gewinnung Hafnium-freien Zirconiums genau bestimmt.[25]

Kommerziell verwendet wurde Zirconium ab etwa 1930 als Blitzlichtpulver in der Fotografie oder für korrosionsbeständige Stahllegierungen. 1947 baute das United States Bureau of Mines in Albany (Oregon) eine Fabrik zur Zirconiumherstellung, da dieses von der United States Navy für die Verwendung in Atom-U-Booten benötigt wurde.[26]

Zirkon auf Calcit

Zirconium ist mit einem Gehalt von 132 ppm[27.1] in der kontinentalen Erdkruste und 193 ppm[27.2] in der oberen kontinentalen Kruste ein verhältnismäßig häufiges Element. Vergleichbar häufig sind Chrom und Vanadium, es ist häufiger als viele andere Übergangsmetalle wie Kupfer, Nickel oder Zink. Zirconium ist auf Grund seines hohen Schmelzpunktes, kleinen Ionenradius und hoher Oxidationszahl refraktär, lithophil und zählt zu den inkompatiblen Elementen (HFSE), weshalb sich der größte Teil des auf der Erde vorhandenen Zirconiums in der oberen Erdkruste befindet.[28] Im Erdkern befindet sich dagegen wahrscheinlich kein Zirconium.[29]

In den meisten Gesteinen, insbesondere magmatischen Gesteinen, ist Zirconium als Begleitmineral enthalten. Dabei bildet es typischerweise mikroskopisch kleine Zirkon-Kristalle, die im Gestein verteilt sind. Insbesondere viele Mafische Minerale und daraus gebildete Gesteine wie Granit und Alkalisyenit enthalten viel Zirkon. Olivin-, Orthopyroxen- und Plagioklas-haltige ultramafische Gesteine enthalten dagegen geringere Zirconiumanteile.[30] Größere Zirkone bilden sich in pegmatitischen Nephelinsyeniten.[31] In metamorphen Gesteinen entspricht der Zirconiumgehalt meist dem des Ausgangsgesteins, da Zirkon Metamorphosen unverändert übersteht. Unter den Sedimentgesteinen enthält Grauwacke besonders viel Zirconium.[30]

In oxidischen Titanmineralen wie Ilmenit kann Zirconium das Titan ersetzen und ist darum in höherer Konzentration enthalten. Auch Xenotim enthält Zirconium, da das Mineral isostrukturell zu Zirkon ist und Zirconium und Silicium Yttrium und Phosphor ersetzen können.[30]

Auf Grund des sehr ähnlichen Ionenradius von Zirconium und Hafnium kommen die beiden Elemente stets gemeinsam in Mineralen vor, wobei fast immer das häufigere Zirconium dominiert. Granitischer Zirkon enthält etwa 1,43 % Hafnium (Modalwert), was einem Verhältnis von 38,5 von Zirconium zu Hafnium entspricht. Dieser Wert ist jedoch nicht konstant, es wurden auch Zirkone mit niedrigeren und deutlich höheren Hafniumgehalten gefunden. Hafniumreiche Zirkone bilden sich vor allem durch Kristallisation aus Lavaschmelzen bei niedrigeren Temperaturen und bei Kristallisationen aus hydrothermalen Lösungen.[32] Das Verhältnis von Zirconium zu Hafnium und Samarium wird dafür genutzt, die Vorgänge beim Schmelzen von Gesteinen im Erdinneren besser zu verstehen.[28]

Eudialyt

Das mit Abstand häufigste Zirconiummineral ist Zirkon, das außer in vielen Gesteinen auch in Sedimenten und Seifenlagerstätten vorkommt, wo es sich auf Grund seiner Widerstandsfähigkeit anreichert.[33.1] Zirkonsande, die vor allem an den Küsten Australiens und in Südafrika vorkommen, zählen zu den wichtigsten Quellen für Zirkon und die daraus folgende Herstellung anderer Zirconiumverbindungen und des Metalls.[33.2] Zirkon ist das älteste auf der Erde auffindbare Mineral und kann aufgrund eingelagerter Uran- und Thoriumisotope für radiometrische Altersbestimmungen verwendet werden.[34] Neben dem Zirkon gibt es noch eine Reihe weiterer, überwiegend silicatischer und oxidischer Minerale des Zirconiums. Die häufigsten davon sind Baddeleyit (ZrO2), Eudialyt (Na4(CaCeFeMn)2ZrSi6O17(OHCl)2), Zirkonolith (CaZrTi2O7) und Catapleiit (Na2Zr(Si3O9) · 2H2O). Insgesamt sind 140 zirconiumhaltige Minerale bekannt (Stand April 2026). Zu den wichtigsten Fundorten von Zirconiummineralen zählen Mont Saint-Hilaire und Varennes in Kanada, der Alluaiw und Karnassurt in der Lowosero-Tundra in Russland, Poços de Caldas in Brasilien und der Água de Pau auf den Azoren.[35]

Gewinnung und Darstellung

[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Zeitliche Entwicklung der Zirkonförderung

In den meisten primären Lagerstätten kommt Zirconium nur in geringen Mengen vor, so dass ein wirtschaftlicher Abbau nicht möglich ist. Eine Ausnahme ist die Eisen- und Phosphatmine von Kowdor in Russland. Diese enthält neben Magnetit, Apatit und Baddeleyit unter anderem auch Zirkonolith und Pyrochlor als Beimengung im Erz, die in der Weiterverarbeitung stören und abgetrennt werden müssen. Daraus werden als Beiprodukte Zirconium, Niob und Scandium gewonnen.[36]

Als Quellen für die Gewinnung von Zirconium dienen darum vor allem Sande von Schwermineralen, die Zirkon und zudem Titanminerale wie Rutil oder Ilmenit enthalten. Diese kommen entweder an Stränden, unter Wasser, als äolisches Sediment in Dünen oder alluvial an Flüssen vor.[36] Der Sand wird mit Schürfzügen, Baggern oder Planierraupen, unter Wasser mit Baggerschiffen abgebaut und in eine Aufbereitungsanlage transportiert. Dünen können auch mit hohem Wasserdruck abgetragen werden. Die Schwerminerale werden durch Nass-Schwerkrafttrennung von anderen Stoffen getrennt und es entsteht ein schlammartiges Konzentrat mit >90 % Schwermineralen. Dieses wird getrocknet und Zirkon mit magnetischen, elektrostatischen und gravimetrischen Verfahren von den anderen Erzen getrennt.[37]

Um den sehr reaktionsträgen und hochschmelzenden Zirkon aufzuschließen, werden verschiedene Verfahren eingesetzt. Hierzu zählen der alkalische Aufschluss mit Natriumhydroxid oder Natriumcarbonat, der Fluorsilikat-Aufschluss mit Kaliumhexafluorosilicat unter der Bildung von Kaliumhexafluorozirconat(IV), der Kalk-Aufschluss mit Calciumcarbonat, die direkte Carbochlorierung mit Chlor und Kohlenstoff und die thermische Spaltung im Lichtbogen, bei der durch Quenchen eine Rekombination verhindert wird. So reagiert Zirkon mit Natriumhydroxid bei 650 °C zu Natriumzirconat und Natriumsilicat. Dieses kann mit Wasser hydrolysiert werden, während unlösliches Zirconium(IV)-hydroxid zurückbleibt, was zu Zirconium(IV)-oxid gebrannt wird. Zirconium(IV)-oxid ist Ausgangsstoff für die Herstellung der meisten Zirconiumverbindungen.[38.1]

Um Zirconium-Metall zu gewinnen, wird zunächst Zirconiumdioxid mit Chlor und Kohlenstoff zu Zirconium(IV)-chlorid umgesetzt. Eine direkte Carbochlorierung von Zirkon ist zwar auch möglich, jedoch ist die des Oxides schneller und bei niedrigeren Temperaturen von 900 statt 1100 °C möglich. Gereinigt werden kann das Zirconium(IV)-chlorid durch Sublimation.[38.2]

Das Zirconiumtetrachlorid wird nach dem Kroll-Prozess zum Metall reduziert. Hierzu wird es bei 850 °C unter Schutzgas (Argon, Helium) mit geschmolzenem Magnesium umgesetzt.[38.3]

Weitere möglich Verfahren sind die Reduktion des Chlorids mit Natrium in zwei Stufen über Zirconium(II)-chlorid sowie die Reaktion von Kaliumhexafluorozirconat oder Zirconium(IV)-fluorid mit Calcium in einer versiegelten Bombe. Elektrolytische Verfahren sind zwar möglich, werden aber nicht kommerziell eingesetzt.[38.3] Bei einer direkten Reaktion von Zirconiumdioxid mit Kohlenstoff (wie im Hochofenprozess) entsteht dagegen Zirconiumcarbid.[39] Bei der Reduktion entsteht ein Metallschwamm, dieser kann durch Schmelzen und Warmumformung zu Barren geformt werden.[38.4]

„Crystal Bar“ aus 99,97 % reinem Zirconium, hergestellt nach dem Van-Arkel-de-Boer-Verfahren

Um reineres Zirconium gewinnen zu können, wird das Van-Arkel-de-Boer-Verfahren angewendet. Dabei reagiert während des Erhitzens auf etwa 300 °C unter Vakuum zunächst das Zirconium mit Iod zu Zirconium(IV)-iodid. Dieses wird an einem 1300 °C heißen Draht wieder zu Zirconium und Iod zersetzt.[38.4]

Natürliches Zirconium enthält fast immer das chemisch sehr ähnliche Hafnium. Da es für viele Anwendungen in der Reaktor-Technik wichtig ist, dass das Zirconium kein Hafnium mehr enthält, spielen Trennverfahren für diese beiden Metalle eine wichtige Rolle. Diese werden mit den Tetrachloriden vor der Reduktion zum Metall durchgeführt. Die technisch wichtigsten davon sind Extraktionsverfahren, meist mit Methylisobutylketon oder Tri-n-butyl-phosphat als Extraktionsmittel. Auch die einfache, aber langwierige fraktionierte Kristallisation wird in Russland industriell angewendet. Ein Verfahren, das unterschiedlich Reaktivitäten der beiden Elemente ausnutzt, ist der Newnham-Prozess. Hierbei reagieren die Tetrachloride mit Zirconium oder Zirconium(II)-chlorid, wobei sich zwar Zirconium(III)-chlorid, aber kein Hafnium(III)-chlorid bildet.[40]

Weitere mögliche Prozesse sind Destillationsverfahren, die auf unterschiedlichen Dampfdrücken der Tetrachloride beruhen, Ionenaustausch, elektrolytische Verfahren und das Ausnutzen von unterschiedlichen Gleichgewichtsreaktionen zwischen Metall und einer Salzschmelze. Diese Verfahren sind jedoch experimentell und werden nicht in größerem Maßstab eingesetzt.[40]

Zirconiumoxid-Keramik etwa aus der Zahnmedizin[41] und auch metallisches Zirconium aus der Produktion können recycelt werden. Wurde Zirconium dagegen in Kernreaktoren eingesetzt, gilt dieses als radioaktiver Abfall und darf nicht wiederverwertet werden.[42]

Wichtigstes Produktionsland von Zirconium und auch das mit den größten bekannten Reserven ist Australien. Dort wurden 2025 400.000 Tonnen abgebaut, die Reserven werden auf 55 Millionen Tonnen geschätzt (als ZrO2).[43] Alleine die 2009 eröffnete Jacinth-Ambrosia-Mine in South Australia hat eine Kapazität, um etwa 25 % der jährlichen weltweiten Nachfrage zu decken.[44] Weitere wichtige Produktionsländer sind Südafrika, Mosambik, die Vereinigten Staaten, die Volksrepublik China, der Senegal und Indonesien. Insgesamt wurden 2025 1,2 Millionen Tonnen Zirconiummineral-Konzentrate gefördert.[43] China ist gleichzeitig der wichtigste Importeur von Zirkon-Konzentraten und exportiert große Mengen Halb- und Fertigprodukte vor allem nach Japan, die Vereingten Staaten und Europa.[45]

Globaler Abbau von Zirkonerzen
Land2025[43]2020[46]2015[47]2010[48]2005[49]2000[50]1995[51]1990[52]1985[53]1980
 Australien400.000400.000601.000549.000427.000374.000518.000437.000501.440541.837
 Südafrika270.000310.000377.767383.000376.000253.000260.000151.536160.53388.000
 Mosambik170.000104.00057.90037.100------------
 Senegal70.00060.00045.248--------------
 Vereinigte Staaten100.000<100.00080.000n. a.n. a.n. a.n. a.102.073n. a.n. a.
 Brasilien--72252264723.23625.65729.80516.34316.90721.0393759
Ukraine/ Sowjetunion--16.00025.00030.00035.000030.00060.00085.00085.00080.000
 Volksrepublik China100.000133.000150.000140.000120.00015.00015.00015.00015.00015.400
 Indien--18.00018.89127.80026.70019.00018.00017.20014.80016.336
 Indonesien52.00064.00030.90050.000260025020002.500----
gesamt (gerundet)1.200.0001.190.0001.500.0001.280.0001.060.000731.000918.000852.000815.000749.000
in Tonnen, Rohgewicht, n. a.: nicht angegeben, Ukraine bis 1991 Teil der Sowjetunion, ein kleiner Teil des sowjetischen Abbaus fand auch in Russland statt

Physikalische Eigenschaften

[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Kristallstruktur von α-Zirconium

Zirconium ist ein silbrig-glänzendes Schwermetall (Dichte 6,501 g/cm3 bei 25 °C[7]), es ähnelt äußerlich Stahl. Das Metall kristallisiert in zwei unterschiedlichen Modifikationen, in die es durch Temperaturänderung überführt werden kann. Unterhalb von 870 °C kristallisiert α-Zirconium im hexagonalen Kristallsystem (hexagonal-dichteste Kugelpackung, Magnesium-Typ) in der Raumgruppe P63/mmc (Raumgruppen-Nr. 194)Vorlage:Raumgruppe/194 mit den Gitterparametern a = 323 pm und c = 514 pm sowie zwei Formeleinheiten pro Elementarzelle. Bei 870 °C ändert sich die Kristallstruktur zur kubisch-innenzentrierten β-Struktur (Wolfram-Typ) mit der Raumgruppe Im3m (Nr. 229)Vorlage:Raumgruppe/229 und dem Gitterparameter a = 361 pm.[7]

Zirconium ist relativ weich und biegsam. Es lässt sich gut durch Walzen, Schmieden und Hämmern verarbeiten. Durch geringe Verunreinigungen von Wasserstoff, Kohlenstoff oder Stickstoff im Metall wird es aber spröde und schwer zu verarbeiten. Die elektrische Leitfähigkeit ist nicht so hoch wie die anderer Metalle. Sie beträgt nur etwa 4 % von der des Kupfers. Bezogen auf seine schlechte elektrische Leitfähigkeit ist Zirkonium ein relativ guter Wärmeleiter. Im Vergleich zum leichteren Homologen Titan sind Schmelz- und Siedepunkt etwas höher (Schmelzpunkt: Titan: 1667 °C, Zirconium: 1857 °C). Auch die elektrische und Wärmeleitfähigkeit sind besser. Unterhalb von 0,55 K[14] wird Zirconium supraleitend.

Die Eigenschaften des Zirconiums und des schwereren Homologen Hafnium ähneln sich auf Grund der Lanthanoidenkontraktion sehr. Diese bedingt ähnliche Atomradien (Zr: 159 pm, Hf: 156 pm[14]) und damit ähnliche Eigenschaften. Die beiden Metalle unterscheiden sich allerdings erheblich in ihrer Dichte (Zr: 6,5 g/cm3, Hf: 13,3 g/cm3[54]).

Eine wichtige Eigenschaft, wegen der Zirconium eine große Bedeutung im Reaktorbau erlangt hat, ist sein geringer Einfangquerschnitt für Neutronen. In dieser Eigenschaft unterscheidet sich Zirconium ebenfalls sehr vom Hafnium. Dies macht die aufwändigen Trennverfahren für diese Anwendungen nötig.

Chemische Eigenschaften

[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Zirconium ist ein unedles Metall, welches besonders unter hoher Temperatur mit vielen Nichtmetallen reagiert. Vor allem als Pulver verbrennt es mit weißer Flamme zu Zirconiumdioxid, bei Anwesenheit von Stickstoff auch zu Zirconiumnitrid und Zirconiumoxinitrid. Kompaktes Metall reagiert erst bei Weißglut mit Sauerstoff und Stickstoff. Bei erhöhtem Druck reagiert Zirconium auch bei Raumtemperatur mit Sauerstoff, da das gebildete Zirconiumoxid im geschmolzenen Metall löslich ist.[14] Bei der Verbrennung von Zirconium in Sauerstoff wird eine Temperatur von ca. 4660 °C erreicht.[55]

Zirconium ist an der Luft durch eine dünne, sehr dichte Zirconiumoxidschicht passiviert und deshalb reaktionsträge. Es ist darum in fast allen Säuren unlöslich, lediglich Königswasser und Flusssäure greifen Zirconium schon bei Raumtemperatur an. Wässrige Basen reagieren nicht mit Zirconium.

Vom Zirconium sind viele Isotope zwischen 78Zr und 110Zr bekannt.[56] Dabei ist natürliches Zirconium ein Mischelement, das aus insgesamt fünf Isotopen besteht. Dies sind 90Zr, das mit einem Anteil von 51,45 % des natürlichen Zirconiums am häufigsten vorkommt, sowie die schwereren Isotope 91Zr (11,32 %), 92Zr (17,19 %), 94Zr (17,28 %) und 96Zr mit 2,76 % Anteil. 96Zr ist als einziges natürliches Isotop schwach radioaktiv, es zerfällt mit einer Halbwertszeit von 24 · 1018 Jahren unter doppeltem Betazerfall zu 96Mo. Das Isotop 89Zr wird zur Herstellung langlebigerer Radioliganden für die Positronen-Emissions-Tomographie verwendet. Das Isotop 91Zr kann mit Hilfe der NMR-Spektroskopie nachgewiesen werden.

88Zr besitzt einen sehr großen Einfangquerschnitt für thermische Neutronen. Insgesamt handelt es sich nach 135Xe um den zweitgrößten bisher bestimmten Wirkungsquerschnitt für den Einfang thermischer Neutronen. Der Wert ist etwa 80.000-mal größer als die theoretische Vorhersage nahelegt.[57]

Liste der Zirconium-Isotope

Zirconiumstab

Eine wichtige Verwendung für Zirconium sind die aus Zircaloy hergestellten Hüllen der Uran-Brennelemente in Kernkraftwerken. Diese Legierung besteht aus ca. 90 % Zirconium und geringen Anteilen an Zinn, Eisen, Chrom oder Nickel, darf jedoch kein Hafnium enthalten. Der Grund für die Wahl dieses Elements ist der schon oben beschriebene geringe Einfangquerschnitt für thermische Neutronen bei gleichzeitig großer Korrosionsbeständigkeit, die es auch als Baumaterial für chemische Anlagen, vor allem für spezielle Apparateteile wie Ventile, Pumpen, Rohre und Wärmeaustauscher geeignet macht. Als Legierungszusatz zu Stahl erhöht es ebenfalls die Korrosionsbeständigkeit. Aus entsprechenden Legierungen werden unter anderem chirurgische Instrumente hergestellt. Da die Wärmeleitfähigkeit von Urandioxid relativ niedrig ist, metallisches Plutonium jedoch einen vergleichsweise niedrigen Schmelzpunkt hat, ist plutoniumhaltiger metallischer Kernbrennstoff (zum Beispiel zum Einsatz in Reaktoren mit schnellen Neutronen) zumeist eine Legierung mit Zirconium um einen höheren Schmelzpunkt zu erreichen, ohne die neutronenphysikalischen Eigenschaften zu verschlechtern. Alternativ können auch MOX-Brennelemente verwendet werden, welche allerdings eine schlechte Wärmeleitfähigkeit aufweisen.

Da Zirconium mit geringen Mengen Sauerstoff und Stickstoff reagiert, kann es als Gettermaterial in Glühlampen und Vakuumanlagen zur Aufrechterhaltung des Vakuums genutzt werden. Diese Eigenschaft wird auch in der Metallurgie ausgenutzt, um Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel aus Stahl zu entfernen.

Wegen seiner Eigenschaft, beim Verbrennen ein sehr helles Licht auszusenden, wurde es neben Magnesium als Blitzlichtpulver verwendet. Im Gegensatz zu Magnesium hat Zirconium den Vorteil, rauchfrei zu sein. Diese Eigenschaft wird ebenso in Feuerwerkskörpern und Signallichtern ausgenutzt.

Zirconium sendet beim Aufprall auf Metalloberflächen einen Funkenschwall ab und ist brennbar. Dieses nutzt das Militär in einigen Munitionssorten wie der Schrotflinten-Spezialmunition Dragon’s Breath und der US-amerikanischen Allzweck-Streumunition BLU-97 aus. In der Filmtechnik wird dieser Effekt für nicht-pyrotechnische Aufpralleffekte von beispielsweise Gewehrkugeln auf Metalloberflächen benutzt.

Zirconium-Niob-Legierungen sind supraleitend und bleiben dies auch, wenn starke Magnetfelder angelegt werden. Sie wurden daher früher für supraleitende Magnete verwendet.[58][59]

Zirconium wird in den 2010er Jahren auch als Bestandteil von Gelenkprothesen eingesetzt.[60] Ferner wird es für Zahnkronen und -brücken verwendet.

Das Radioisotop 89Zr wird für die Positronen-Emissions-Tomographie verwendet und ermöglicht durch seine vergleichsweise lange Halbwertszeit von 3,5 Tagen PET-Aufnahmen bis zu 2 Wochen nach der Applikation.

Zirconium wird in Beimengungen von 10–40 % Zirconiumdioxid zur Herstellung von Zirkonkorund per Lichtbogenofenschmelze verwendet. Zirkonkorund ist ein hochzähes Schleifmittel für industrielle Schleifanwendungen bei hohen Drücken.

Bei der Lambdasonde zur geregelten, katalytischen Abgasreinigung von Kraftfahrzeugen spielt Zirconium auch eine wichtige Rolle. Es wird dort entweder als Zirconiumdioxid, oder als YSZ (Yttrium-stabilisiertes Zirconiumdioxid) eingesetzt.

Sicherheitshinweise

[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Es sind keine toxischen Effekte von Zirconium und seinen Verbindungen bekannt. Wegen der dichten Oxidschicht ist kompaktes Zirconium nicht brennbar. In Pulverform kann es dagegen beim Erhitzen an der Luft anfangen zu brennen. Zirconiumbrände sind sehr gefährlich, da zum Löschen weder Wasser (heftige Reaktion unter Wasserstoffbildung) noch Kohlenstoffdioxid oder Halon verwendet werden können. Zirconiumbrände müssen mit Metallbrandlöschern (Klasse D) oder trockenem Sand gelöscht werden.[13]

Mit Alizarinrot-S bildet Zirconium im Sauren eine charakteristische rot-violette Verbindung (Farblack), welche bei Zugabe von Fluoridionen unter Bildung des Zirconium-Fluorokomplexes wieder verschwindet. Diese Reaktion kann als qualitativer Nachweis sowohl von Zirconium als auch von Fluor dienen. Da schon geringe Mengen Fluorid (und anderer Anionen) stören, ist dieser Nachweis für Mineralanalysen ungeeignet.[61][62] Daneben sind einige andere organische Verbindungen, wie Tannin, Kupferron, Phenylarsonsäure, Oxin oder Xylenolorange, als Nachweisreagenz geeignet. Eine weitere charakteristische Verbindung ist Zirconiumoxidchlorid ZrOCl2 · 8 H2O, die in typischen Nadeln kristallisiert. In der modernen Analytik kann Zirconium über Atomabsorptionsspektrometrie (AAS) oder Massenspektrometrie (auch anhand des Isotopenmusters) nachgewiesen werden.
Eine Möglichkeit zur quantitativen Analyse ist die Fällung von schwerlöslichem Zirconium(IV)-hydroxid mit Ammoniak und anschließendem Verglühen zu Zirconiumdioxid.

Fällung des Hydroxids
Umsetzen zur Wägeform

Kategorie:Zirconiumverbindung

Zirconium bildet als unedles Metall eine Vielzahl von Verbindungen. Die meisten Zirconiumverbindungen sind Salze. Häufig sind sie sehr stabil und besitzen einen hohen Schmelzpunkt. Die Oxidationsstufe +IV ist bevorzugt und am stabilsten. Es sind aber auch Verbindungen in den Oxidationsstufen +III bis +I, bei Komplexen sogar in den Stufen 0, −I und −II bekannt.

Zirconiumdioxid

[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Zirkonia

Die wichtigste Zirconiumverbindung ist Zirconiumdioxid ZrO2, ein sehr stabiles und hochschmelzendes Oxid. Zirconiumdioxid dient zur Herstellung feuerfester Auskleidungen in Tiegeln und Öfen. Um es hierfür zu verwenden, muss es aber zur Stabilisierung der kubischen Hochtemperaturphase mit Calcium, Yttriumoxid oder Magnesiumoxid versetzt werden. Zirkoniumdioxid-verstärktes Aluminiumoxid (ZTA, Zirconia Toughened Aluminum Oxide) wird als Technische Keramik für hohe Temperaturen eingesetzt.[63]

Zirconiumdioxid-Kristalle sind farblos und besitzen einen hohen Brechungsindex. Darum dienen sie unter dem Namen Zirkonia als künstlicher Schmuckstein und Ersatz für Diamanten. Daneben wird Zirconiumdioxid als Schleifmittel und wegen der weißen Farbe als Weißpigment für Porzellan genutzt.

Wird Zirconiumoxid mit Yttriumoxid dotiert, ergeben sich weitere Anwendungsmöglichkeiten. Bei drei Prozent Yttriumoxid-Gehalt wird das ZrO2 in einer verzerrten Fluorit-Struktur stabilisiert. Dadurch wirkt es bei Temperaturen von über 300 °C als Leiter für Sauerstoff-Ionen. Eine wichtige Anwendung hierfür ist die Lambdasonde in Autos, die zum Messen des Sauerstoffgehaltes in Abgasen für den Katalysator dient. Bei 15 % Yttriumoxidgehalt sendet Zirconiumoxid bei 1000 °C ein sehr helles, weißes Licht aus. Dieses findet in der so genannten Nernst-Lampe Anwendung. Da Yttrium-Zirconium-Keramiken eine extrem hohe Bruchzähigkeit besitzen, werden sie beispielsweise in der Zahntechnik als hochstabiles Kronen- und Brückengerüst, in künstlichen Hüftgelenken und Zahnimplantaten oder als Verbindungselement bei Teleskopkronen verwendet. Dabei lösen sie zunehmend Gold und andere Metalle in der Funktion ab.

Zirconiumoxid wird zudem oft für Kugellager verwendet. Vor allem für die Laufringe der Lager hat ZrO2 den großen Vorteil, dass der Wärmeausdehnungskoeffizient nahe dem von Stahl ist. Andere technische Keramiken wie Siliciumnitrid haben üblicherweise einen erheblich geringeren Wärmeausdehnungskoeffizienten.[64]

Mit den Halogenen Fluor, Chlor, Brom und Iod bildet Zirconium mehrere Reihen von Verbindungen. Es sind von allen Halogenen Verbindungen der Formen ZrX4, ZrX3 und ZrX2 bekannt. Dazu kommen noch die Chloride, Bromide und Iodide der Form ZrX. Am stabilsten sind dabei die Tetrahalogenide der Form ZrX4. Von keinem der Zirconiumhalogenide sind wichtige Anwendungsbereiche bekannt, wobei Zirconiumchloride als Zwischenprodukte bei der Herstellung von reinem Zirconium entstehen.

Weitere Zirconiumverbindungen

[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Zirconiumsilicat, ZrSiO4, besser bekannt unter dem Mineralnamen Zirkon, ist die in der Natur häufigste Zirconium-Verbindung. Es stellt die wichtigste Quelle für Zirconium und seine Verbindungen dar. Daneben wird Zirkon als Schmuckstein verwendet.

Organische Zirconiumverbindungen sind meist instabil. Von Bedeutung sind vor allem organische Zirconiumkomplexe, sog. Zirconocene, mit Resten wie Cyclopentadienyl. Sie sind technisch wichtig als Katalysator bei der Polymerisation von Alkenen, insbesondere für die Herstellung von Polypropylen. Eine weitere Anwendung einer organischen Zirconium-Verbindung besteht in der Hydrozirconierung. Dabei werden Alkene mit Hilfe des Schwartz-Reagenzes Cp2ZrHCl (Cp = Cyclopentadienyl) in Alkohole oder Halogenkohlenwasserstoffe überführt. Bei der Reaktion von terminalen Alkinen mit dem Schwartz-Reagenz entstehen bei der Hydrozirconierung trisubstituierte Doppelbindungen, die weitere Umsetzung mit einem elektrophilen Reagenz führt zu trans-funktionalisierten Alkenen in hoher stereochemischer Reinheit.

Aluminium-Zirconium-Komplexe können als Antitranspirant verwendet werden. Kaliumhexafluoridozirconat(IV) K2ZrF6 (CAS-Nummer: 16923-95-8) kann zur Trennung von Zirconium von Hafnium eingesetzt werden.

Zirconiumcarbonat liegt als basischer Komplex vor. Es wird unter anderem in der Papierindustrie verwendet.

Zirkoniumsalze werden – neben aluminiumhaltigen Alaunen – bei der „Weißgerbung“ von Fellen eingesetzt.[65]

Blei-Zirkonat-Titanat-Keramiken (PZT-Keramiken) werden für Piezoelemente verwendet.

Natrium-Zirconium-Cyclosilicat ist ein nicht-resorbierbares Pulver mit mikroporöser Struktur, das Kalium im Austausch gegen Wasserstoff und Natrium-Kationen aufnehmen kann. Es wird daher medizinisch als oral verfügbarer Kaliumbinder verwendet.[66]

Wiktionary: Zirkonium – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
Commons: Zirconium – Sammlung von Bildern und Audiodateien

Einzelnachweise

[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
  1. Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente. S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3.
  2. Die Werte der atomaren und physikalischen Eigenschaften (Infobox) sind aus www.webelements.com (Zirconium) entnommen.
  3. CIAAW, Standard Atomic Weights Revised 2013.
  4. 1 2 3 4 5 Eintrag zu zirconium in Kramida, A., Ralchenko, Yu., Reader, J. und NIST ASD Team (2019): NIST Atomic Spectra Database (ver. 5.7.1). Hrsg.: National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD. doi:10.18434/T4W30F (physics.nist.gov/asd). Abgerufen am 11. Juni 2020.
  5. 1 2 3 4 5 Eintrag zu zirconium bei WebElements, www.webelements.com, abgerufen am 11. Juni 2020.
  6. Die Werte der atomaren und physikalischen Eigenschaften (Infobox) sind aus www.webelements.com (Zirconium) entnommen.
  7. 1 2 3 Gordon B. Skinner, Herrick L. Johnston: Thermal Expansion of Zirconium between 298°K and 1600°K. In: J. Chem. Phys. 21, 1953, S. 1383–1284, doi:10.1063/1.1699227.
  8. Robert C. Weast (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990, ISBN 0-8493-0470-9, S. E-129 bis E-145. Werte dort sind auf g/mol bezogen und in cgs-Einheiten angegeben. Der hier angegebene Wert ist der daraus berechnete maßeinheitslose SI-Wert. Beim Vorzeichen dürfte es sich in dieser Quelle um einen Druckfehler handeln, da Übergangsmetalle grundsätzlich paramagnetisch sind (siehe zweite Quelle).
  9. H. Kojima, R. S. Tebble, D. E. G. Williams: The variation with temperature of the magnetic susceptibility of some of the transition elements. In: Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences. 260 (1301), 1961, S. 237–250. Werte dort sind auf die Masse in Gramm bezogen und in cgs-Einheiten angegeben. Der hier angegebene Wert ist der daraus berechnete maßeinheitslose SI-Wert. Im Gegensatz zur vorigen Quelle ist hier das Vorzeichen positiv.
  10. 1 2 Yiming Zhang, Julian R. G. Evans, Shoufeng Yang: Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks. In: Journal of Chemical & Engineering Data. 56, 2011, S. 328–337, doi:10.1021/je1011086.
  11. Die Werte der atomaren und physikalischen Eigenschaften (Infobox) sind aus www.webelements.com (Zirconium) entnommen.
  12. Eintrag zu Zirconium in der Datenbank ECHA CHEM der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA), abgerufen am 1. August 2016. Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.
  13. 1 2 3 Eintrag zu Zirkonium, Pulver, nicht stabilisiert in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 9. August 2016. (JavaScript erforderlich)
  14. 1 2 3 4 A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 102. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1.
  15. F. P. Vanable: Occurence of Zirconium. In: Journal of the Elisha Mitchell Scientific Society. 1891, 8, 2, S. 74–78 (JSTOR:24330239).
  16. Steven A. Walton: Theophrastus on Lyngurium: Medieval and Early Modern Lore from the Classical Lapidary Tradition. In: Annals of Science. 2001, Band 58, Nummer 4, S. 357–379, doi:10.1080/000337900110041371.
  17. 1 2 Walter Mettmann: Zirkon und Hyazinth. In: Romanische Forschungen. 1962, 74 Bd., S. 123–126 (JSTOR:27936932).
  18. Carl Friedrich August Hochheimer: Chemische Mineralogie, oder vollständige Geschichte der analytischen Untersuchung der Fossilien, Band 1. Barth, 1793, S. 70 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  19. Christian August Siegfried Hoffmann: Handbuch der Mineralogie: Erster Band. Craz & Gerlach, Freiberg 1811, S. 395–417 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche)
  20. G. Bayer, Hans‐Georg Wiedemann: Zirkon – vom Edelstein zum mineralischen Rohstoff. In: Chemie in unserer Zeit. 1981, Band 15, Nummer 3, S. 88–97, doi:10.1002/ciuz.19810150305.
  21. Bożena Arnold: Zirkon, Zirkonium, Zirkonia - ähnliche Namen, verschiedene Materialien. Springer, 2019, ISBN 978-3-662-59578-7, S. 5
  22. Martin Heinrich Klaproth: Chemische Untersuchung des Zirkons. In: Martin Heinrich Klaproth (Hrsg.): Beiträge zur chemischen Kenntnis der Mineralkörper. Band 1. Decker & Compagnie sowie Heinrich August Rottmann, Posen und Berlin 1795, S. 203–226, urn:nbn:de:0070-disa-1923584_012_12 (online verfügbar in der digitalen Sammlung der Universität Bielefeld).
  23. J. J. Berzelius: Untersuchungen über die Flussspathsäure und deren merkwürdigsten Verbindungen. In: Annalen der Physik. 1825, Band 80, Nummer 6, S. 117–156, doi:10.1002/andp.18250800602.
  24. Bożena Arnold: Zirkon, Zirkonium, Zirkonia - ähnliche Namen, verschiedene Materialien. Springer, 2019, ISBN 978-3-662-59578-7, S. 27–30.
  25. O. Hönigschmid, E. Zintl, F. González: Über das Atomgewicht des Zirkoniums. In: Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 1924, Band 139, Nummer 1, S. 293–309, doi:10.1002/zaac.19241390117.
  26. Joseph Gambogi: Zirconium (Zr). In: United States Geological Survey: Metal Prices in the United States Through 2010. Scientific Investigations Report 2012–5188. Reston, Virginia, 2013 (online).
  27. Roberta L. Rudnick, Sally Gao: Composition of the Continental Crust. In: Heinrich D. Holland, Karl K. Turekian: Treatise on Geochemistry. 2. Auflage, Band 4, Elsevier, 2014, ISBN 978-0-08-098300-4.
    1. S. 38-39
    2. S. 5
  28. 1 2 Carsten Münker: Zurconium. In: William White (Hrsg.): Encyclopedia of Geochemistry. Springer, 2018, ISBN 978-3-319-39311-7, S. 1528–1530.
  29. Rebecca A. Fischer, William F. McDonough: Earth's core composition and core formation. In: Ariel Anbar, Dominique Weis (Hrsg.): Treatise on Geochemistry. 3. Auflage, Band 1, Elsevier, 2025, ISBN 978-0-323-99763-8, S. 27.
  30. 1 2 3 A.R. Milnes, R.W. Fitzpatrick: Titanium and Zirconium Minerals. In: B. Dixon, S. B. Weed (Hrsg.): Minerals in Soil Environments. 2. Auflage, Soil Science Society of America, 1989, ISBN 978-0-89118-860-5, S. 1140–1144.
  31. Martin Okrusch, Hartwig E. Frimmel: Mineralogie. 10. Auflage, Springer, 2022, ISBN 978-3-662-64064-7, S. 189.
  32. X.Wang, W. L. Griffin, J. Chen: Hf contents and Zr/Hf ratios in granitic zircons. In: Geochemical Journal. Band 44, Nr. 1, 2010, S. 65–72, doi:10.2343/geochemj.1.0043.
  33. Bożena Arnold: Zirkon, Zirkonium, Zirkonia – ähnliche Namen, verschiedene Materialien. Springer, 2019, ISBN 978-3-662-59579-4.
    1. S. 8
    2. S. 21-24
  34. Aaron J. Cavosie, John W. Valley, Simon A. Wilde: The Oldest Terrestrial Mineral Record: Thirty Years of Research on Hadean Zircon From Jack Hills, Western Australia. In: Martin J. Van Kranendonk, Vickie C. Bennett, J. Elis Hoffmann (Hrsg.): Earth's Oldest Rocks. 2. Auflage, Kapitel 12, 2019, ISBN 978-0-444-63901-1, S. 255–278.
  35. The mineralogy of Zirconium. In: mindat.org, Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 30. April 2026.
  36. 1 2 Cameron Perks, Gavin Mudd: Titanium, zirconium resources and production: A state of the art literature review. In: Ore Geology Reviews. Band 107, 2019, S. 629–646, doi:10.1016/j.oregeorev.2019.02.025.
  37. Johannes Gediga, Andrea Morfino, Matthias Finkbeiner, Matthias Schulz, Keven Harlow: Life cycle assessment of zircon sand. In: The International Journal of Life Cycle Assessment. Band 24, 2019, S. 1976–1984, doi:10.1007/s11367-019-01619-5.
  38. Ralph H. Nielsen, Gerhard Wilfing: Zirconium and Zirconium Compounds. In: Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley, 2012, doi:10.1002/14356007.a28_543.pub2.
    1. S. 757-758
    2. S. 760
    3. 1 2 S. 761-762
    4. 1 2 S. 762
  39. Alexandre Maitre, Pierre Lefort: Solid state reaction of zirconia with carbon. In: Solid State Ionics. Band 104, Nr. 1–2, 1997, S. 109–122, doi:10.1016/S0167-2738(97)00398-6.
  40. 1 2 L. Xu, Y. Xiao, A. van Sandwijk, Q. Xu, Y. Yang: Production of nuclear grade zirconium: A review. In: Journal of Nuclear Materials. Band 466, 2015, S. 21–28, doi:10.1016/j.jnucmat.2015.07.010.
  41. Ahmed Yaseen Alqutaibi, Hatem Hazzaa Hamadallah, Aseel Mohammed Aloufi, Ayman Thamer Alharbi, Rawan Mohammed Alaydaa, Mohammed Ahmed Alghauli: Dental zirconia residuals recycling: processes, applications, and future perspectives: a scoping review. In: BMC Oral Health. Band 25, 2025, Artikel 725, doi:10.1186/s12903-025-06093-0.
  42. Ho-Sang Sohn: Smelting and Recycling of Zirconium. In: Resources Recycling. 2025, S. 3–14, doi:10.7844/kirr.2025.34.4.3.
  43. 1 2 3 Shelby N. Johnston: Zirconium and Hafnium. In: U.S. Geological Survey: Mineral Commodity Summaries, Februar 2026, abgerufen am 31. Mai 2026.
  44. Laura Otrakdjian, John L Keeling: Jacinth-Ambrosia heavy mineral sands mine: discovery to production. In: MESA Journal. Band 56, 2010, S. 5–9 (online, pdf).
  45. Lei Liu, Yutong Bao, Hongran Ji, Zhu Mei, Ruishi Li, Yu Li, Zengwei Yuan, Jun Chen: Toward a sustainable anthropogenic zirconium cycle: A global-to-national perspective. In: Resources, Conservation and Recycling. Band 226, 2026, Artikel 108708, doi:10.1016/j.resconrec.2025.108708.
  46. Joseph Gambogi: Zirconium and Hafnium. In: 2021 Minerals Yearbook. U.S. Geological Survey, Reston, Virginia: 2025, abgerufen am 31. Mai 2026.
  47. Elizabeth S. Sangine, Joseph Gambogi: Zirconium and Hafnium. In: 2019 Minerals Yearbook. U.S. Geological Survey, 2024, abgerufen am 31. Mai 2026.
  48. George M. Bedinger: Zirconium and Hafnium. In: 2014 Minerals Yearbook. U.S. Geological Survey, 2016, abgerufen am 31. Mai 2026.
  49. Joseph Gambogi: Zirconium and Hafnium. In: 2009 Minerals Yearbook. U.S. Geological Survey, 2011, abgerufen am 31. Mai 2026.
  50. James B. Hedrick: Zirconium and Hafnium. In: 2004 Minerals Yearbook. U.S. Geological Survey, 2004, abgerufen am 31. Mai 2026.
  51. James B. Hedrick: Zirconium and Hafnium. In: 1999 Minerals Yearbook. U.S. Geological Survey, 1999, abgerufen am 31. Mai 2026.
  52. Joseph Gambogi: Zirconium and Hafnium. In: U.S. Geological Survey: 1993 Minerals Yearbook. S. 1300, abgerufen am 31. Mai 2026.
  53. James B. Hedrick, David A. Templeton: Zirconium and Hafnium. In: U.S. Geological Survey: 1989 Minerals Yearbook. S. 1183, abgerufen am 31. Mai 2026.
  54. N. N. Greenwood, A. Earnshaw: Chemie der Elemente. 1. Auflage. VCH Verlagsgesellschaft, 1988, ISBN 3-527-26169-9.
  55. Eintrag zu Zirconium. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 3. Januar 2019.
  56. G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot, A. H. Wapstra: The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties. In: Nuclear Physics. Band A 729, 2003, S. 3–128. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. (PDF; 1,0 MB).
  57. Spektrum der Wissenschaft: Kernphysik-Rekord: Radioaktiver Exot entpuppt sich als Neutronenschreck - Spektrum der Wissenschaft, abgerufen am 9. März 2019
  58. Helmut Hofmann, Gerhart Jander: Qualitative Analyse. de Gruyter, Berlin 1972, S. 147.
  59. H. Lohninger: Zirconium. In: Anorganische Chemie. Abgerufen am 23. April 2014.
  60. In einem Endoprothesenpass findet sich diese Angabe: Modular Prosthesis Head, Material Zirconia toughened aluminia ceramic Homepage des Herstellers Link GmbH, Hamburg.
  61. Gerhard Jander, Ewald Blasius: Einführung in das anorganisch chemische Praktikum (qualitative Analyse). 13. Auflage. S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1990, S. 130.
  62. Verordnung über die Analyse von Kosmetika (PDF; 920 kB).
  63. Eintrag zu Oxidkeramik. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 4. April 2014.
  64. Hochleistungskeramiken von CEROBEAR.
  65. Jörg Zimpel: Industrielle und gewerbliche Abwassereinleitungen in öffentliche Abwasseranlagen: Anforderungen und Problemlösungen. expert-Verlag, 1997, ISBN 3-8169-1421-7, S. 195.
  66. Sheridan M. Hoy: Sodium Zirconium Cyclosilicate: A Review in Hyperkalaemia. In: Drugs. Band 78, Nr. 15, Oktober 2018, S. 1605–1613, doi:10.1007/s40265-018-0991-6, PMID 30306338, PMC 6433811 (freier Volltext).