Greutatea specifică a zirconiului, proprietăți, utilizări și tabel

Zirconiul este un element din grupa a patra, subgrupa secundară, perioada a cincea a tabelului periodic. În stare simplă este un metal cenușiu lucios, cu nuanță argintie. Se caracterizează prin rezistență excelentă la coroziune și plasticitate ridicată.

Materialul există în două forme: zirconiu cu rețea hexagonală compactă, alfa-zirconiu, și zirconiu cu rețea cubică centrată intern. Trecerea dintr-o formă în alta are loc la temperatura de 863 °C.

Tabelul greutății specifice a zirconiului

Masa materialului depinde de greutatea specifică a zirconiului. Fiind un material complex, greutatea specifică nu poate fi determinată în condiții de teren. Procedura este efectuată în laboratoare chimice speciale. Valoarea medie este însă cunoscută și constituie 6,506 g/cm³.

Pentru a facilita calculul masei și greutății specifice a zirconiului, tabelul de mai jos prezintă aceste valori în diferite sisteme de unități.

Proprietățile zirconiului

Zirconiul are densitatea de 6,506 g/cm³, o capacitate calorică bună la temperaturi de 25-100 °C și rezistență electrică excelentă. Temperatura sa de topire este de 1855 °C, iar cea de fierbere de 4409 °C.

În stare pură, acest tip de material este plastic și se pretează ușor la diferite prelucrări, precum laminarea, ștanțarea și forjarea, dar și la alte operații la cald și la rece. Dacă conținutul de oxigen depășește 0,2 procente, materialul nu mai poate fi prelucrat prin deformare la rece. O structură fragilă poate apărea din cauza azotului, carbonului, oxigenului și hidrogenului din compoziție.

Zirconiul compact se oxidează lent la temperaturi cuprinse între 200 și 400 °C și se acoperă cu o peliculă de dioxid de zirconiu. La peste 800 °C interacționează puternic cu oxigenul din aer.

Zirconiul compact este stabil în apă, vapori de apă și multe medii acide datorită peliculei protectoare de dioxid de zirconiu. Rezistența sa depinde însă de concentrație, temperatură și impurități: mediile cu fluoruri și acid fluorhidric sunt deosebit de periculoase, deoarece distrug pelicula. Pentru condiții chimice importante trebuie folosite datele aliajului și mediului concret.

Zirconiul face parte dintre metalele paramagnetice.

Utilizarea zirconiului

Zirconiul și aliajele sale sunt folosite pe scară largă. Direcțiile principale sunt:

• Energetica nucleară, pentru fabricarea ansamblurilor și elementelor combustibile, precum și a altor structuri din reactoare.
• Metalurgia, drept material pentru aliaje intermediare, deoarece este un agent de eliminare a azotului și dezoxidant excelent. Cu zirconiu se obțin și aliaje cu termorezistență și rezistență mecanică ridicate, fără o pierdere mare a conductivității electrice.
• Pulberile și șpanul fin de zirconiu sunt folosite în compoziții pirotehnice, mijloace de semnalizare și surse chimice speciale de lumină. Metalul compact și pulberea fină se comportă diferit: pulberea se poate aprinde ușor și impune măsuri stricte de securitate.
• Aliaje și compuși speciali pentru electrotehnică, tehnică de vid și echipamente științifice, unde contează rezistența la coroziune, puritatea materialului și stabilitatea proprietăților.
• Medicina, pentru fabricarea diferitor proteze și instrumente chirurgicale, datorită rezistenței excelente la medii biologice, chiar mai bune decât a titanului.