Specifična težina cirkonija, svojstva, primjena i tablica

Cirkonij je element četvrte skupine, sporedne podskupine i pete periode periodnog sustava elemenata. Elementarni cirkonij sjajan je sivi metal srebrnaste nijanse. Odlikuje se izvrsnom korozijskom otpornošću i velikom duktilnošću.

Materijal postoji u dvije inačice: cirkonij s heksagonskom gusto pakiranom rešetkom (alfa-cirkonij) i cirkonij s prostorno centriranom kubičnom rešetkom. Iz jednog oblika u drugi prelazi pri temperaturi od 863 °C.

Tablica specifične težine cirkonija

Masa ovog materijala ovisi o specifičnoj težini cirkonija. Budući da je riječ o složenom materijalu, njegovu specifičnu težinu nije moguće izračunati u terenskim uvjetima. Postupak se provodi u specijaliziranim kemijskim laboratorijima. Poznata prosječna specifična težina iznosi 6,506 g/cm³.

Radi lakšeg izračuna mase cirkonija i njegove specifične težine, u nastavku je tablica s tim vrijednostima i drugim preračunima za različite mjerne sustave.

Svojstva cirkonija

Cirkonij ima gustoću od 6,506 g/cm³, dobar toplinski kapacitet pri temperaturama od 25 do 100 °C te velik električni otpor. Talište mu iznosi 1855 °C, a vrelište 4409 °C.

Ovaj je materijal u čistom obliku duktilan i lako se obrađuje valjanjem, prešanjem i kovanjem te drugim postupcima tople i hladne obrade. Ako sadržava više od 0,2 posto kisika, ne može se obrađivati hladnim deformiranjem. Krhka struktura može nastati zbog prisutnosti dušika, ugljika, kisika i vodika.

Kompaktni cirkonij polako oksidira pri temperaturama od 200 do 400 °C i pritom se prekriva slojem cirkonijeva dioksida. Iznad 800 °C snažno reagira s kisikom iz zraka.

Kompaktni cirkonij otporan je u vodi, vodenoj pari i mnogim kiselim sredinama zahvaljujući zaštitnom sloju cirkonijeva dioksida. Otpornost ipak ovisi o koncentraciji, temperaturi i primjesama; osobito su opasne sredine s fluoridima i fluorovodičnom kiselinom, koje razaraju zaštitni sloj. Za kemijski zahtjevne uvjete treba primjenjivati podatke za konkretnu leguru i sredinu.

Cirkonij pripada paramagnetičnim metalima.

Primjena cirkonija

Cirkonij i njegove legure široko se primjenjuju u različitim područjima. Među glavnim namjenama treba izdvojiti:

• Primjenu u nuklearnoj energetici za izradu gorivnih sklopova i elemenata te drugih konstrukcija u nuklearnim reaktorima.
• Primjenu u metalurgiji kao predlegure jer je odličan odstranjivač dušika i dezoksidator. Cirkonij se upotrebljava i za izradu legura velike otpornosti na visoke temperature i velike čvrstoće uz malen gubitak električne vodljivosti.
• Uporabu cirkonijeva praha i sitnih strugotina u pirotehničkim smjesama, signalnim sredstvima i posebnim kemijskim izvorima svjetlosti. Kompaktan metal i sitno raspršeni prah ponašaju se različito: prah se može lako zapaliti, pa zahtijeva stroge sigurnosne mjere.
• Primjenu u posebnim legurama i spojevima za elektrotehniku, vakuumsku tehniku i znanstvenu opremu, gdje su važni korozijska otpornost, čistoća materijala i stabilnost svojstava.
• Primjenu u medicini za izradu različitih proteza i kirurških instrumenata zahvaljujući izvrsnoj otpornosti na biološka okruženja, čak boljoj od titanove.