Poids spécifique du zirconium, propriétés, applications et tableau des valeurs

Le zirconium est un élément du quatrième groupe du sous-groupe secondaire de la cinquième période du tableau périodique des éléments. Le zirconium sous forme simple est un métal gris brillant avec une teinte argentée. Il se caractérise par une excellente résistance à la corrosion et une grande plasticité.

Ce matériau existe en deux variantes : le zirconium à réseau hexagonal compact (alpha-zirconium) et le zirconium à réseau cubique centré. Ce type passe d’une forme à l’autre à une température de 863 °C.

Tableau du poids spécifique du zirconium

Le poids de ce matériau dépend d’un paramètre tel que le poids spécifique du zirconium. Comme ce matériau est complexe, il n’est pas possible de calculer son poids spécifique sur le terrain. Cette procédure est effectuée dans des laboratoires chimiques spécialisés. Cependant, le poids spécifique moyen est connu et s’élève à 6,506 g/cm³.

Pour faciliter les calculs d’indicateurs tels que le poids du zirconium et son poids spécifique, le tableau ci-dessous présente ces valeurs, ainsi que d’autres calculs pour différents systèmes de mesure.

Propriétés du zirconium

Le zirconium possède une bonne densité, égale à 6,506 g/cm³, une bonne capacité thermique à des températures de 25 à 100 °C, ainsi qu’une excellente résistance électrique. La température de fusion du zirconium est de 1855 °C, et sa température d’ébullition est de 4409 °C.

Ce type de matériau, à l’état pur, est ductile et se prête facilement à différents types de traitement, tels que le laminage, l’estampage et le forgeage, ainsi qu’à d’autres types de traitement à chaud et à froid. Lorsque la teneur en oxygène dépasse 0,2 pour cent, ce matériau ne se prête pas au traitement par pression à froid. Une structure fragile peut apparaître en raison de la présence d’azote, de carbone, d’oxygène et d’hydrogène dans sa composition.

Le zirconium compact a la propriété de s’oxyder lentement à des températures comprises entre 200 et 400 °C, en se couvrant d’un film de dioxyde de zirconium. Au-dessus de 800 °C, il interagit bien avec l’oxygène de l’air.

Ce type de matériau est stable dans l’eau et la vapeur d’eau jusqu’à une température de 300 °C, ne réagit pas avec les acides sulfurique et chlorhydrique, ni avec différents types de solutions alcalines. Il interagit avec l’eau régale et l’acide nitrique uniquement à des températures à partir de 100 °C. Il se dissout dans l’acide sulfurique chaud et l’acide fluorhydrique.

Le zirconium est classé parmi les métaux paramagnétiques.

Applications du zirconium

Le zirconium et ses alliages sont largement utilisés dans différents domaines. Parmi les principales orientations, on peut citer :

• L’utilisation dans l’énergie nucléaire pour la fabrication d’assemblages et d’éléments combustibles, ainsi que d’autres structures dans les réacteurs nucléaires.
• L’utilisation en métallurgie comme matériau de ligature, car il est un excellent déazoteur et désoxydant. Le zirconium permet également de produire des alliages présentant de hauts niveaux de résistance à la chaleur et de solidité, avec une faible perte de conductivité électrique.
• L’utilisation de poudres et de copeaux fins de zirconium dans des compositions pyrotechniques, des moyens de signalisation et certaines sources chimiques de lumière. Le métal compact et la poudre fine ne se comportent pas de la même manière : la poudre peut s’enflammer facilement et exige des mesures de sécurité strictes.
• L’utilisation d’alliages et de composés spéciaux du zirconium en électrotechnique, en technique du vide et dans des équipements scientifiques lorsque la résistance à la corrosion et certaines propriétés physiques sont importantes.
• L’utilisation en médecine pour la fabrication de différents types de prothèses et d’instruments chirurgicaux grâce à son excellente résistance aux milieux biologiques, même meilleure que celle du titane.