Měrná hmotnost zirkonia, jeho vlastnosti, použití a tabulka hodnot

Zirkonium je prvek čtvrté skupiny vedlejší podskupiny páté periody periodické tabulky prvků. V jednoduché formě je zirkonium lesklý šedý kov se stříbřitým odstínem. Vyznačuje se vynikající korozní odolností a vysokou tažností.

Tento materiál existuje ve dvou modifikacích: zirkonium s hexagonální těsně uspořádanou mřížkou (alfa-zirkonium) a zirkonium s prostorově centrovanou kubickou mřížkou. Z jednoho typu na druhý přechází při teplotě 863 °C.

Tabulka měrné hmotnosti zirkonia

Hmotnost tohoto materiálu závisí na parametru, jakým je měrná hmotnost zirkonia. Protože je tento materiál složitý, nelze jeho měrnou hmotnost vypočítat v terénních podmínkách. Tento postup se provádí ve specializovaných chemických laboratořích. Průměrná měrná hmotnost je však známa a činí 6,506 g/cm³.

Pro usnadnění výpočtu ukazatelů, jako je hmotnost zirkonia a jeho měrná hmotnost, je níže uvedena tabulka s těmito hodnotami a dalšími přepočty pro různé měrné soustavy.

Vlastnosti zirkonia

Zirkonium má dobrou hustotu 6,506 g/cm³, dobrou tepelnou kapacitu při teplotách od 25 do 100 °C a také vynikající elektrický odpor. Teplota tání zirkonia činí 1855 °C a teplota varu 4409 °C.

Tento materiál je v čisté formě tažný a snadno se zpracovává různými způsoby, například válcováním, lisováním a kováním, i dalšími druhy zpracování za tepla a za studena. Při obsahu kyslíku vyšším než 0,2 procenta nelze tento materiál zpracovávat tlakem za studena. Křehká struktura se může objevit v důsledku přítomnosti dusíku, uhlíku, kyslíku a vodíku.

Kompaktní zirkonium pomalu oxiduje při teplotách v rozmezí 200 až 400 °C a pokrývá se přitom vrstvou oxidu zirkoničitého. Nad 800 °C dobře reaguje se vzdušným kyslíkem.

Kompaktní zirkonium je díky ochranné vrstvě oxidu zirkoničitého odolné ve vodě, vodní páře a mnoha kyselých prostředích. Jeho odolnost však závisí na koncentraci, teplotě a příměsích: zvláště nebezpečná jsou prostředí s fluoridy a kyselinou fluorovodíkovou, která ochrannou vrstvu narušují. Pro chemicky náročné podmínky je nutné vycházet z údajů pro konkrétní slitinu a prostředí.

Zirkonium patří mezi paramagnetické kovy.

Použití zirkonia

Zirkonium a jeho slitiny se široce používají v různých oblastech. Mezi hlavní směry patří:

• Použití v jaderné energetice pro výrobu palivových souborů a článků a dalších konstrukcí v jaderných reaktorech.
• Použití v metalurgii jako materiálu předslitiny, protože je vynikajícím denitridačním a dezoxidačním činidlem. Pomocí zirkonia se rovněž vyrábějí slitiny s vysokou žáruvzdorností a pevností při jen malém snížení elektrické vodivosti.
• Použití zirkoniových prášků a jemných třísek v pyrotechnických směsích, signalizačních prostředcích a speciálních chemických zdrojích světla. Kompaktní kov a jemně rozptýlený prášek se chovají odlišně: prášek se může snadno vznítit, a proto vyžaduje přísná bezpečnostní opatření.
• Použití ve speciálních slitinách a sloučeninách pro elektrotechniku, vakuovou techniku a vědecké přístroje, kde jsou důležité korozní odolnost, čistota materiálu a stabilita vlastností.
• Použití v medicíně k výrobě různých druhů protéz a chirurgických nástrojů díky vynikající odolnosti vůči biologickému prostředí, dokonce lepší než u titanu.