Berat tentu zirkonium, sifat, kegunaan dan jadual nilai

Zirkonium ialah unsur kumpulan keempat dalam subkumpulan sekunder kala kelima jadual berkala unsur. Dalam bentuk tulen, zirkonium ialah logam kelabu berkilat dengan tona keperakan. Ia mempunyai ketahanan kakisan yang sangat baik dan kemuluran tinggi.

Bahan ini wujud dalam dua bentuk: zirkonium dengan kekisi padat rapat heksagon (alfa-zirkonium) dan zirkonium dengan kekisi kubus berpusat jasad. Ia berubah daripada satu bentuk kepada bentuk lain pada suhu 863 °C.

Jadual berat tentu zirkonium

Berat bahan ini bergantung pada berat tentu zirkonium. Oleh sebab bahan ini kompleks, berat tentunya tidak dapat dikira dalam keadaan lapangan. Prosedur tersebut dilakukan di makmal kimia khusus. Walau bagaimanapun, purata berat tentu diketahui, iaitu 6,506 g/cm³.

Bagi memudahkan pengiraan berat dan berat tentu zirkonium, jadual berikut menyenaraikan nilai ini serta pengiraan lain dalam sistem unit yang berbeza.

Sifat zirkonium

Zirkonium mempunyai ketumpatan yang baik, iaitu 6,506 g/cm³, muatan haba yang baik pada suhu 25 hingga 100 °C, serta kerintangan elektrik yang sangat baik. Takat lebur zirkonium ialah 1855 °C dan takat didihnya 4409 °C.

Dalam bentuk tulen, bahan ini mulur dan mudah menjalani pelbagai jenis pemprosesan seperti penggelekan, pengecapan dan penempaan, serta kaedah kerja panas dan sejuk lain. Apabila kandungan oksigen melebihi 0,2 peratus, bahan ini tidak boleh diproses melalui pembentukan tekanan sejuk. Kehadiran nitrogen, karbon, oksigen dan hidrogen dalam komposisi boleh menghasilkan struktur rapuh.

Zirkonium padat teroksida dengan perlahan pada suhu antara 200 hingga 400 °C sambil membentuk lapisan zirkonium dioksida. Di atas 800 °C, ia bertindak balas dengan mudah bersama oksigen di udara.

Zirkonium padat tahan dalam air, wap air dan banyak persekitaran berasid kerana lapisan pelindung zirkonium dioksida. Namun, ketahanannya bergantung pada kepekatan, suhu dan bendasing; persekitaran yang mengandungi fluorida dan asid hidrofluorik amat berbahaya kerana merosakkan lapisan pelindung. Bagi keadaan kimia yang kritikal, data untuk aloi dan persekitaran tertentu perlu digunakan.

Zirkonium tergolong dalam logam paramagnet.

Kegunaan zirkonium

Zirkonium dan aloinya digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang. Antara kegunaan utama ialah:

• Dalam tenaga nuklear untuk menghasilkan pemasangan dan elemen bahan api serta struktur lain di dalam reaktor nuklear.
• Dalam metalurgi sebagai bahan aloi induk kerana ia merupakan agen penyahnitrogen dan penyahoksida yang sangat baik. Zirkonium turut digunakan untuk menghasilkan aloi dengan ketahanan haba dan kekuatan tinggi sambil hanya sedikit mengurangkan kekonduksian elektrik.
• Serbuk dan tatal zirkonium halus digunakan dalam komposisi piroteknik, alat isyarat dan sumber cahaya kimia khas. Logam padat dan serbuk halus berperilaku secara berbeza: serbuk mudah menyala, maka langkah keselamatan yang ketat diperlukan.
• Dalam aloi dan sebatian khas untuk kejuruteraan elektrik, teknologi vakum serta peralatan saintifik yang memerlukan ketahanan kakisan, ketulenan bahan dan kestabilan sifat.
• Dalam bidang perubatan untuk menghasilkan pelbagai prostesis dan alat pembedahan kerana ketahanannya yang sangat baik terhadap persekitaran biologi, malah lebih baik daripada titanium.