Cirkonija īpatnējais svars, īpašības, lietojums un vērtību tabula

Cirkonijs ir periodiskās elementu tabulas piektā perioda ceturtās grupas blakusapakšgrupas elements. Vienkāršas vielas veidā cirkonijs ir spīdīgs, pelēks metāls ar sudrabainu nokrāsu. Tam raksturīga izcila korozijizturība un liels plastiskums.

Šis materiāls pastāv divās modifikācijās: cirkonijs ar heksagonālu blīvā pakojuma režģi (alfa cirkonijs) un cirkonijs ar tilpumcentrētu kubisku režģi. No viena tipa otrā tas pāriet 863 °C temperatūrā.

Cirkonija īpatnējā svara tabula

Šā materiāla masa ir atkarīga no tāda parametra kā cirkonija īpatnējais svars. Tā kā šis materiāls ir sarežģīts, lauka apstākļos aprēķināt tā īpatnējo svaru nav iespējams. Šo procedūru veic īpašās ķīmijas laboratorijās. Tomēr vidējais īpatnējais svars ir zināms un ir 6,506 g/cm³.

Lai atvieglotu tādu rādītāju kā cirkonija masa un īpatnējais svars aprēķināšanu, zemāk sniegta tabula ar šo vērtību aprēķiniem, kā arī citiem pārrēķiniem dažādās mērvienību sistēmās.

Cirkonija īpašības

Cirkonijam ir labs blīvums — 6,506 g/cm³, laba siltumietilpība 25–100 °C temperatūrā, kā arī liela elektriskā pretestība. Cirkonija kušanas temperatūra ir 1855 °C, bet viršanas temperatūra — 4409 °C.

Tīrā veidā šis materiāls ir plastisks un viegli pakļaujas dažādiem apstrādes veidiem, piemēram, velmēšanai, štancēšanai un kalšanai, kā arī citai karstajai un aukstajai apstrādei. Ja skābekļa saturs pārsniedz 0,2 procentus, materiālu nevar apstrādāt ar auksto spiedienu. Trauslu struktūru var izraisīt slāpekļa, oglekļa, skābekļa un ūdeņraža klātbūtne sastāvā.

Kompakts cirkonijs 200–400 °C temperatūrā lēni oksidējas, pārklājoties ar cirkonija dioksīda plēvi. Temperatūrā virs 800 °C tas aktīvi reaģē ar gaisa skābekli.

Pateicoties cirkonija dioksīda aizsargplēvei, kompakts cirkonijs ir noturīgs ūdenī, ūdens tvaikā un daudzās skābās vidēs. Tomēr tā noturība ir atkarīga no koncentrācijas, temperatūras un piemaisījumiem: īpaši bīstamas ir fluorīdus un fluorūdeņražskābi saturošas vides, kas noārda aizsargplēvi. Ķīmiski atbildīgos apstākļos jāizmanto konkrētā sakausējuma un vides dati.

Cirkonijs pieder pie paramagnētiskiem metāliem.

Cirkonija lietojums

Cirkoniju un tā sakausējumus plaši izmanto dažādās jomās. No galvenajiem virzieniem jāizceļ:

• Izmantošana kodolenerģētikā siltumizdalošo komplektu un elementu, kā arī citu kodolreaktoru konstrukciju izgatavošanai.
• Izmantošana metalurģijā par ligatūras materiālu, jo tas ir lielisks slāpekļa atdalītājs un deoksidētājs. Ar cirkoniju izgatavo arī sakausējumus ar lielu karstumizturību un stiprību, tikai nedaudz samazinot elektrovadītspēju.
• Cirkonija pulveru un smalku skaidu izmantošana pirotehniskajos sastāvos, signāllīdzekļos un īpašos ķīmiskos gaismas avotos. Kompakts metāls un smalkdisperss pulveris uzvedas atšķirīgi: pulveris var viegli aizdegties, tādēļ jāievēro stingri drošības pasākumi.
• Izmantošana īpašos sakausējumos un savienojumos elektrotehnikai, vakuumtehnikai un zinātniskajām iekārtām, kur svarīga ir korozijizturība, materiāla tīrība un īpašību stabilitāte.
• Izmantošana medicīnā dažādu protēžu un ķirurģisko instrumentu izgatavošanai, jo tam ir izcila noturība pret bioloģisko vidi — pat labāka nekā titānam.