जिरकोनियम का विशिष्ट भार, गुण, उपयोग और मानों की तालिका
जिरकोनियम आवर्त सारणी के पाँचवें आवर्त और समूह 4 का तत्व है। अपने शुद्ध रूप में यह चाँदी जैसी आभा वाली चमकदार धूसर धातु है। इसमें उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध और अधिक तन्यता होती है।
यह पदार्थ दो रूपों में मिलता है: षट्कोणीय सघन-संकुलित जालक वाला जिरकोनियम यानी अल्फा-जिरकोनियम और अंतःकेंद्रित घनीय जालक वाला जिरकोनियम। 863 °C तापमान पर यह एक रूप से दूसरे में बदलता है।
जिरकोनियम के विशिष्ट भार की तालिका
इस पदार्थ का वजन जिरकोनियम के विशिष्ट भार पर निर्भर करता है। यह एक जटिल पदार्थ है, इसलिए मैदानी परिस्थितियों में उसके विशिष्ट भार की गणना करना संभव नहीं है। यह प्रक्रिया विशेष रासायनिक प्रयोगशालाओं में की जाती है। फिर भी औसत घनत्व ज्ञात है और 6,506 ग्राम/सेमी³ होता है।
जिरकोनियम के वजन और विशिष्ट भार की गणना आसान बनाने के लिए नीचे इन मानों तथा अलग-अलग मापन प्रणालियों से जुड़ी अन्य गणनाओं की तालिका दी गई है।
| पदार्थ | विशिष्ट भार (ग्राम/सेमी³) | 1 घन मीटर का वजन (किग्रा) |
| जिरकोनियम | 6,506 | 6506 |
जिरकोनियम के गुण
जिरकोनियम का घनत्व 6,506 ग्राम/सेमी³ है, 25 से 100 °C तक उसकी ऊष्मा धारिता अच्छी होती है और विद्युत प्रतिरोध भी अधिक होता है। जिरकोनियम का गलनांक 1855 °C और क्वथनांक 4409 °C है।
शुद्ध अवस्था में यह सामग्री तन्य होती है और रोलिंग, स्टैम्पिंग, फोर्जिंग तथा अन्य गर्म और ठंडी प्रसंस्करण विधियों से आसानी से ढाली जा सकती है। 0,2 प्रतिशत से अधिक ऑक्सीजन होने पर इसे ठंडे दबाव से संसाधित नहीं किया जा सकता। नाइट्रोजन, कार्बन, ऑक्सीजन और हाइड्रोजन की मौजूदगी से इसकी संरचना भंगुर हो सकती है।
ठोस जिरकोनियम 200 से 400 °C तापमान पर धीरे-धीरे ऑक्सीकृत होता है और उसकी सतह पर जिरकोनियम डाइऑक्साइड की परत बनती है। 800 °C से ऊपर यह हवा की ऑक्सीजन के साथ तेजी से अभिक्रिया करता है।
जिरकोनियम डाइऑक्साइड की सुरक्षात्मक परत के कारण ठोस जिरकोनियम पानी, जलवाष्प और अनेक अम्लीय माध्यमों में स्थिर रहता है। फिर भी उसका प्रतिरोध सांद्रता, तापमान और अशुद्धियों पर निर्भर करता है। फ्लोराइड और हाइड्रोफ्लोरिक अम्ल वाले माध्यम विशेष रूप से खतरनाक हैं, क्योंकि वे सुरक्षात्मक परत को नष्ट कर देते हैं। रासायनिक दृष्टि से महत्वपूर्ण परिस्थितियों में संबंधित मिश्रधातु और माध्यम के आँकड़ों का उपयोग करना चाहिए।
जिरकोनियम अनुचुंबकीय धातुओं में आता है।
जिरकोनियम के उपयोग
जिरकोनियम और उसकी मिश्रधातुएँ अनेक क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग होती हैं। प्रमुख उपयोग हैं:
- नाभिकीय ऊर्जा में ईंधन असेंबली और ईंधन तत्व तथा नाभिकीय रिएक्टरों की अन्य संरचनाएँ बनाना।
- धातुकर्म में मास्टर एलॉय के घटक के रूप में उपयोग, क्योंकि यह नाइट्रोजन और ऑक्सीजन हटाने वाला उत्कृष्ट तत्व है। जिरकोनियम से ऐसी मिश्रधातुएँ भी बनाई जाती हैं जिनमें विद्युत चालकता की मामूली कमी के साथ अधिक तापरोध और मजबूती मिलती है।
- आतिशबाजी मिश्रण, संकेत उपकरण और विशेष रासायनिक प्रकाश स्रोतों में जिरकोनियम पाउडर तथा महीन छीलन का उपयोग। ठोस धातु और महीन पाउडर का व्यवहार अलग होता है: पाउडर आसानी से आग पकड़ सकता है, इसलिए कठोर सुरक्षा उपाय जरूरी हैं।
- विद्युत प्रौद्योगिकी, निर्वात उपकरण और वैज्ञानिक यंत्रों के लिए विशेष मिश्रधातुओं और यौगिकों में उपयोग, जहाँ संक्षारण प्रतिरोध, सामग्री की शुद्धता और गुणों की स्थिरता महत्वपूर्ण होती है।
- जैविक माध्यमों के प्रति उत्कृष्ट प्रतिरोध—जो टाइटेनियम से भी बेहतर हो सकता है—के कारण विभिन्न प्रकार के कृत्रिम अंग और शल्य उपकरण बनाने में चिकित्सा क्षेत्र में उपयोग।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
1 घन मीटर जिरकोनियम का वजन कितना होता है?
लगभग 6,506 ग्राम/सेमी³ घनत्व पर एक घन मीटर जिरकोनियम का वजन करीब 6506 किग्रा होता है। मिश्रधातुओं और अलग शुद्धता वाले उत्पादों का मान थोड़ा भिन्न हो सकता है।
नाभिकीय ऊर्जा में जिरकोनियम का उपयोग क्यों होता है?
जिरकोनियम और उसकी मिश्रधातुओं को संक्षारण प्रतिरोध और तापीय न्यूट्रॉन अवशोषण के कम अनुप्रस्थ काट के लिए महत्व दिया जाता है। इसलिए वे रिएक्टर कोर के पुर्जों के लिए उपयुक्त हैं।
क्या प्रसंस्करण के दौरान जिरकोनियम खतरनाक है?
ठोस धातु सामान्यतः स्थिर होती है, लेकिन पाउडर, छीलन और महीन कण आग का खतरा पैदा कर सकते हैं। मशीनिंग के समय धूल हटाना और सुरक्षा नियमों का पालन करना आवश्यक है।