Merná hmotnosť zirkónia, jeho vlastnosti, použitie a tabuľka hodnôt

Zirkónium je prvok štvrtej skupiny vedľajšej podskupiny piatej periódy periodickej tabuľky. V jednoduchej forme je to lesklý sivý kov so striebristým odtieňom. Vyznačuje sa výbornou odolnosťou proti korózii a vysokou plasticitou.

Materiál existuje v dvoch podobách: zirkónium s hexagonálnou tesne usporiadanou mriežkou (alfa-zirkónium) a zirkónium s priestorovo centrovanou kubickou mriežkou. Z jedného typu na druhý prechádza pri teplote 863 °C.

Tabuľka mernej hmotnosti zirkónia

Hmotnosť materiálu závisí od mernej hmotnosti zirkónia. Keďže je to zložitý materiál, jeho mernú hmotnosť nemožno určiť v teréne. Meranie sa vykonáva v špecializovaných chemických laboratóriách. Priemerná merná hmotnosť je však známa a dosahuje 6,506 g/cm³.

Na uľahčenie výpočtov hmotnosti a mernej hmotnosti zirkónia je nižšie uvedená tabuľka s týmito hodnotami a prepočtom na rozličné meracie jednotky.

Vlastnosti zirkónia

Zirkónium má hustotu 6,506 g/cm³, dobrú tepelnú kapacitu pri teplotách od 25 do 100 °C a vysoký elektrický odpor. Teplota tavenia je 1855 °C a teplota varu 4409 °C.

V čistej forme je plastické a ľahko sa spracúva valcovaním, lisovaním, kovaním a ďalšími spôsobmi za tepla aj za studena. Pri obsahu kyslíka vyššom než 0,2 percenta ho nemožno spracúvať tlakom za studena. Krehkú štruktúru môže spôsobovať prítomnosť dusíka, uhlíka, kyslíka a vodíka.

Kompaktné zirkónium sa pri teplotách od 200 do 400 °C pomaly oxiduje a pokrýva vrstvou oxidu zirkoničitého. Nad 800 °C intenzívne reaguje s kyslíkom zo vzduchu.

Kompaktné zirkónium je vďaka ochrannej vrstve oxidu zirkoničitého odolné vo vode, vodnej pare a mnohých kyslých prostrediach. Odolnosť však závisí od koncentrácie, teploty a prímesí: obzvlášť nebezpečné sú prostredia s fluoridmi a kyselinou fluorovodíkovou, ktoré ochrannú vrstvu narúšajú. Pri chemicky náročných podmienkach treba používať údaje pre konkrétnu zliatinu a prostredie.

Zirkónium patrí medzi paramagnetické kovy.

Použitie zirkónia

Zirkónium a jeho zliatiny majú široké použitie. Medzi hlavné oblasti patria:

• Jadrová energetika, kde sa používa na palivové súbory a články aj ďalšie konštrukcie v jadrových reaktoroch.
• Metalurgia, kde slúži ako predzliatina, pretože výborne odstraňuje dusík a kyslík. Pomocou zirkónia sa vyrábajú aj zliatiny s vysokou žiaruvzdornosťou a pevnosťou pri malej strate elektrickej vodivosti.
• Zirkóniové prášky a jemné triesky v pyrotechnických zmesiach, signalizačných prostriedkoch a špeciálnych chemických svetelných zdrojoch. Kompaktný kov a jemný prášok sa správajú odlišne: prášok sa môže ľahko vznietiť, preto vyžaduje prísne bezpečnostné opatrenia.
• Špeciálne zliatiny a zlúčeniny pre elektrotechniku, vákuovú techniku a vedecké zariadenia, kde je dôležitá odolnosť proti korózii, čistota materiálu a stabilita vlastností.
• Medicína, kde sa používa na rozličné protézy a chirurgické nástroje vďaka vynikajúcej odolnosti proti biologickému prostrediu, dokonca lepšej než pri titáne.