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 °C 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 6,506 g/cm³, eine gute Wärmekapazität bei Temperaturen von 25 bis 100 °C sowie einen ausgezeichneten elektrischen Widerstand. Die Schmelztemperatur von Zirkonium beträgt 1855 °C, die Siedetemperatur 4409 °C.

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 °C langsam zu oxidieren und sich dabei mit einer Zirkoniumdioxid-Schicht zu überziehen. Oberhalb von 800 °C reagiert es gut mit dem Sauerstoff der Luft.

Kompaktes Zirkonium ist in Wasser, Wasserdampf und vielen sauren Medien aufgrund seiner Schutzschicht aus Zirkoniumdioxid bestaendig. Die Bestaendigkeit haengt jedoch von Konzentration, Temperatur und Verunreinigungen ab: fluoridhaltige Medien und Flusssaeure sind besonders kritisch, weil sie die Schutzschicht zerstoeren. Fuer chemisch anspruchsvolle Bedingungen sollte man Daten fuer die konkrete Legierung und Umgebung verwenden.

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 von Zirkoniumpulver und feinen Spaenen in pyrotechnischen Saetzen, Signalmitteln und speziellen chemischen Lichtquellen. Kompaktes Metall und feines Pulver verhalten sich unterschiedlich: Pulver kann sich leicht entzuenden und erfordert strenge Sicherheitsmassnahmen.
• Verwendung spezieller Zirkoniumlegierungen und -verbindungen in Elektrotechnik, Vakuumtechnik und wissenschaftlichen Anlagen, wenn Korrosionsbestaendigkeit und besondere physikalische Eigenschaften wichtig sind.
• Verwendung in der Medizin zur Herstellung verschiedener Arten von Prothesen und chirurgischen Instrumenten aufgrund der ausgezeichneten Beständigkeit gegenüber biologischen Medien, sogar besser als Titan.