Spezifisches Gewicht von Zirkonium, Eigenschaften, Anwendungen und Wertetabelle

Zirkonium ist ein Element der vierten Gruppe der Nebengruppe der fünften Periode des Periodensystems der Elemente. Zirkonium in einfacher Form ist ein glänzend graues Metall mit silbrigem Farbton. Es zeichnet sich durch ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und hohe Duktilität aus.

Dieses Material existiert in zwei Varianten: Zirkonium mit hexagonal dichtest gepacktem Gitter (Alpha-Zirkonium) und Zirkonium mit kubisch raumzentriertem Gitter. Dieser Typ geht bei einer Temperatur von 863 Grad Celsius von einer Form in die andere über.

Tabelle des spezifischen Gewichts von Zirkonium

Das Gewicht dieses Materials hängt von einem Parameter wie dem spezifischen Gewicht von Zirkonium ab. Da dieses Material komplex ist, ist es nicht möglich, sein spezifisches Gewicht unter Feldbedingungen zu berechnen. Dieses Verfahren wird in speziellen chemischen Laboratorien durchgeführt. Das durchschnittliche spezifische Gewicht ist jedoch bekannt und beträgt 6,506 g/cm³.

Zur Erleichterung der Berechnung solcher Kennwerte wie Gewicht von Zirkonium und spezifisches Gewicht enthält die folgende Tabelle diese Werte sowie weitere Berechnungen für verschiedene Maßsysteme.

Eigenschaften von Zirkonium

Zirkonium besitzt eine gute Dichte von 6,5107 g/cm³, eine gute Wärmekapazität bei Temperaturen von 25 bis 100 Grad Celsius sowie einen ausgezeichneten elektrischen Widerstand. Die Schmelztemperatur von Zirkonium beträgt 1855 Grad Celsius, die Siedetemperatur 4409 Grad Celsius.

Diese Art von Material ist in reiner Form duktil und lässt sich leicht verschiedenen Bearbeitungsverfahren wie Walzen, Stanzen und Schmieden sowie anderen Arten der Warm- und Kaltbearbeitung unterziehen. Bei einem Sauerstoffgehalt von mehr als 0,2 Prozent kann dieses Material nicht durch Kaltdruck bearbeitet werden. Eine spröde Struktur kann durch das Vorhandensein von Stickstoff, Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff in der Zusammensetzung entstehen.

Kompaktes Zirkonium hat die Eigenschaft, bei Temperaturen im Bereich von 200 bis 400 Grad Celsius langsam zu oxidieren und sich dabei mit einer Zirkoniumdioxid-Schicht zu überziehen. Oberhalb von 800 Grad Celsius reagiert es gut mit dem Sauerstoff der Luft.

Diese Materialart ist in Wasser und Wasserdampf bis zu einer Temperatur von 300 Grad Celsius beständig, reagiert nicht mit Schwefel- und Salzsäure sowie mit verschiedenen Arten von Laugenlösungen. Mit Königswasser und Salpetersäure reagiert es erst bei Temperaturen ab 100 Grad Celsius. Es löst sich in heißer Schwefelsäure und Flusssäure.

Zirkonium zählt zu den paramagnetischen Metallen.

Anwendungen von Zirkonium

Zirkonium und seine Legierungen werden in verschiedenen Bereichen breit eingesetzt. Zu den wichtigsten Richtungen gehören:

• Verwendung in der Kernenergietechnik zur Herstellung von Brennelementbündeln und Elementen sowie anderer Konstruktionen in Kernreaktoren.
• Verwendung in der Metallurgie als Vorlegierungsmaterial, da es ein ausgezeichneter Entstickungs- und Desoxidationsmittel ist. Mit Zirkonium werden auch Legierungen mit hoher Hitzebeständigkeit und Festigkeit bei geringem Verlust der elektrischen Leitfähigkeit hergestellt.
• Verwendung in pyrotechnischen Arbeiten aufgrund seiner besonderen Eigenschaften. Diese Materialart verbrennt beim Kontakt mit Luftsauerstoff bei einer Temperatur von 250 Grad Celsius gut und setzt dabei keinen Rauch frei. Bei diesem Prozess steigt die Temperatur auf 4650 Grad Celsius, und es entsteht Zirkoniumdioxid, das in verschiedenen Arten chemischer Lichtquellen breit verwendet wird.
• Verwendung von Zirkonium in verschiedenen Bereichen als Supraleiter, da diese Materialart eine Belastung bis zu 100000 A/cm² aushält.
• Verwendung in der Medizin zur Herstellung verschiedener Arten von Prothesen und chirurgischen Instrumenten aufgrund der ausgezeichneten Beständigkeit gegenüber biologischen Medien, sogar besser als Titan.