ジルコニウムの比重、その性質、用途、数値表

ジルコニウムは、元素周期表の第 5 周期の副亜族の第 4 族の元素です。最も単純な形のジルコニウムは、銀色がかった光沢のある灰色の金属です。優れた耐食性と高い延性が特徴です。

この材料には、六方最密格子を有するジルコニウム (アルファ ジルコニウム) と体心立方格子を有するジルコニウムの 2 つのバリエーションが存在します。この種は、863 °C の温度で、あるタイプから別のタイプに変化します。

ジルコニウム比重表

この材料の重量は、ジルコニウムの比重などのパラメータによって決まります。この材料は複雑であるため、現場で比重を計算することはできません。この手順は特別な化学実験室で行われます。ただし、平均比重はわかっており、6,506 g/cm³ です。

ジルコニウムの重量や比重などの指標の計算を容易にするために、これらの値の計算と、さまざまなタイプの計算システムのその他の計算を示した表を以下に示します。

ジルコニウムの性質

ジルコニウムは、6,506 g/cm³ に等しい良好な密度、25 ～ 100 °C の温度での良好な熱容量、および優れた耐電気性を備えています。ジルコニウムの融点は1855℃、沸点は4409℃です。

このタイプの材料は純粋な形状ではプラスチックであり、圧延、スタンピング、鍛造などのさまざまなタイプの加工や、その他のタイプの熱間および冷間加工に容易に適用できます。酸素含有量が 0,2 パーセントを超えると、この材料は冷間圧力で加工できなくなります。組成物中に窒素、炭素、酸素、水素が存在すると、脆い構造が現れることがあります。

コンパクトタイプのジルコニウムは、200 ～ 400 °C の範囲の温度でゆっくりと酸化する傾向があり、二酸化ジルコニウムの膜で覆われます。800 °C 以上では、大気中の酸素とよく相互作用します。

コンパクトなジルコニウムは、二酸化ジルコニウムの保護膜により、水、蒸気、多くの酸性環境に対して耐性があります。さらに、その耐性は濃度、温度、不純物によって決まります。保護膜を破壊するフッ化物やフッ化水素酸を含む環境は特に危険です。化学的に臨界的な条件では、特定の合金および媒体のデータを使用する必要があります。

ジルコニウムは常磁性金属として分類されます。

ジルコニウムの用途

ジルコニウムおよびその合金は、さまざまな分野で広く使用されています。主な方向性の中で、強調する価値があるのは次のとおりです。

• 核エネルギーにおける、燃料集合体や燃料要素、原子炉内のその他の構造の製造のための応用。
• 優れた脱窒素剤および脱酸剤であるため、冶金学で母合金材料として使用されます。ジルコニウムは、導電性の損失がほとんどなく、耐熱性と強度が高い合金の製造にも使用されます。
• 火工品組成物、信号装置および特殊な化学光源におけるジルコニウム粉末および微細な削りくずの使用。緻密な金属と微粉末は異なる挙動をします。粉末は引火しやすいため、厳格な安全対策が必要です。
• 耐食性、材料純度、特性の安定性が重要となる電気、真空、科学用途の特殊合金や化合物に使用されます。
• チタンを上回る生体環境に対する優れた耐性により、医療においてさまざまな種類の補綴物や手術器具の製造に使用されています。