Ειδικό βάρος ζιρκονίου, ιδιότητες, εφαρμογές και πίνακας

Το ζιρκόνιο είναι στοιχείο της τέταρτης ομάδας της δευτερεύουσας υποομάδας και της πέμπτης περιόδου του περιοδικού πίνακα. Στην απλή του μορφή είναι λαμπερό γκρίζο μέταλλο με αργυρή απόχρωση, εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση και υψηλή ολκιμότητα.

Υπάρχει σε δύο μορφές: με εξαγωνικό πυκνής διάταξης πλέγμα, άλφα-ζιρκόνιο, και με χωροκεντρωμένο κυβικό πλέγμα. Η μετάβαση γίνεται στους 863 °C.

Πίνακας ειδικού βάρους ζιρκονίου

Το βάρος εξαρτάται από το ειδικό βάρος. Επειδή είναι σύνθετο υλικό, η τιμή δεν προσδιορίζεται επί τόπου αλλά σε ειδικά χημικά εργαστήρια. Η μέση γνωστή τιμή είναι 6,506 g/cm³.

Για τη διευκόλυνση των υπολογισμών ακολουθεί πίνακας βάρους και ειδικού βάρους σε διαφορετικές μονάδες.

Ιδιότητες του ζιρκονίου

Έχει πυκνότητα 6,506 g/cm³, καλή θερμοχωρητικότητα από 25 έως 100 °C και υψηλή ηλεκτρική αντίσταση. Η θερμοκρασία τήξης είναι 1855 °C και βρασμού 4409 °C.

Σε καθαρή μορφή είναι όλκιμο και κατεργάζεται εύκολα με έλαση, σφράγιση, σφυρηλάτηση και άλλες θερμές και ψυχρές μεθόδους. Με περιεκτικότητα οξυγόνου άνω του 0,2% δεν κατεργάζεται με ψυχρή πίεση. Εύθραυστη δομή μπορεί να προκύψει από άζωτο, άνθρακα, οξυγόνο και υδρογόνο.

Το συμπαγές ζιρκόνιο οξειδώνεται αργά από 200 έως 400 °C, καλυπτόμενο με μεμβράνη διοξειδίου του ζιρκονίου. Πάνω από 800 °C αντιδρά έντονα με το οξυγόνο του αέρα.

Είναι ανθεκτικό στο νερό, τους υδρατμούς και πολλά όξινα περιβάλλοντα χάρη στην προστατευτική μεμβράνη. Η αντοχή εξαρτάται όμως από συγκέντρωση, θερμοκρασία και προσμείξεις· ιδιαίτερα επικίνδυνα είναι τα φθοριούχα και το υδροφθορικό οξύ που καταστρέφουν τη μεμβράνη. Σε υπεύθυνες χημικές συνθήκες απαιτούνται στοιχεία του συγκεκριμένου κράματος και περιβάλλοντος.

Το ζιρκόνιο ανήκει στα παραμαγνητικά μέταλλα.

Εφαρμογές ζιρκονίου

Το ζιρκόνιο και τα κράματά του χρησιμοποιούνται ευρέως:

• Στην πυρηνική ενέργεια για συστοιχίες και στοιχεία καυσίμου και άλλες κατασκευές αντιδραστήρων.
• Στη μεταλλουργία ως προκράμα, επειδή είναι εξαιρετικό αποαζωτικό και αποξειδωτικό. Παράγει επίσης κράματα υψηλής θερμικής αντοχής και αντοχής με μικρή απώλεια αγωγιμότητας.
• Σκόνες και λεπτά ρινίσματα σε πυροτεχνικές συνθέσεις, σήματα και ειδικές χημικές πηγές φωτός. Το συμπαγές μέταλλο και η λεπτή σκόνη συμπεριφέρονται διαφορετικά: η σκόνη αναφλέγεται εύκολα και απαιτεί αυστηρή ασφάλεια.
• Σε ειδικά κράματα και ενώσεις για ηλεκτροτεχνία, τεχνολογία κενού και επιστημονικό εξοπλισμό όπου απαιτούνται αντοχή στη διάβρωση, καθαρότητα και σταθερότητα.
• Στην ιατρική για προσθέσεις και χειρουργικά εργαλεία λόγω της εξαιρετικής αντοχής σε βιολογικά περιβάλλοντα, ακόμη καλύτερης από του τιτανίου.