Gostota cirkonija, njegove lastnosti, uporaba in tabela vrednosti

Cirkonij je element četrte skupine stranske podskupine pete periode periodnega sistema. V elementarni obliki je sijoča siva kovina s srebrnkastim odtenkom. Odlikujeta ga zelo dobra korozijska odpornost in velika duktilnost.

Material obstaja v dveh modifikacijah: cirkonij s heksagonalno gosto zloženo kristalno mrežo (alfa-cirkonij) in cirkonij s prostorsko centrirano kubično mrežo. Iz ene modifikacije v drugo preide pri temperaturi 863 °C.

Tabela gostote cirkonija

Masa tega materiala je odvisna od gostote cirkonija. Ker gre za kompleksen material, njegove specifične teže v terenskih razmerah ni mogoče določiti. Postopek izvajajo v specializiranih kemijskih laboratorijih. Povprečna gostota pa je znana in znaša 6,506 g/cm³.

Za lažji izračun mase in gostote cirkonija je spodaj tabela s tema vrednostma in preračuni v različnih merskih enotah.

Lastnosti cirkonija

Cirkonij ima gostoto 6,506 g/cm³, dobro toplotno kapaciteto pri temperaturah od 25 do 100 °C in veliko električno upornost. Tališče cirkonija je 1855 °C, vrelišče pa 4409 °C.

V čisti obliki je duktilen in primeren za različne vrste obdelave, kot so valjanje, štancanje in kovanje, ter druge vroče in hladne postopke. Če vsebuje več kot 0,2 odstotka kisika, ga ni mogoče obdelovati s hladnim preoblikovanjem pod tlakom. Krhkost lahko povzročijo dušik, ogljik, kisik in vodik v sestavi.

Kompaktni cirkonij pri temperaturah od 200 do 400 °C počasi oksidira, pri čemer se prekrije s plastjo cirkonijevega dioksida. Nad 800 °C intenzivno reagira s kisikom iz zraka.

Kompaktni cirkonij je zaradi zaščitne plasti cirkonijevega dioksida odporen v vodi, vodni pari in številnih kislih okoljih. Odpornost je kljub temu odvisna od koncentracije, temperature in primesi; posebno nevarna so okolja s fluoridi in fluorovodikovo kislino, ki zaščitno plast razgradijo. Za kemično zahtevne razmere je treba uporabiti podatke za konkretno zlitino in okolje.

Cirkonij spada med paramagnetne kovine.

Uporaba cirkonija

Cirkonij in njegove zlitine se široko uporabljajo na različnih področjih. Med najpomembnejša sodijo:

• Uporaba v jedrski energetiki za izdelavo gorivnih sestavov in elementov ter drugih konstrukcij v jedrskih reaktorjih.
• Uporaba v metalurgiji kot predzlitina, saj je odlično sredstvo za odstranjevanje dušika in dezoksidacijo. S cirkonijem izdelujejo tudi zlitine z veliko odpornostjo proti visokim temperaturam in veliko trdnostjo ob le majhnem zmanjšanju električne prevodnosti.
• Uporaba cirkonijevega prahu in drobnih ostružkov v pirotehničnih zmeseh, signalnih sredstvih in posebnih kemičnih virih svetlobe. Kompaktna kovina in fino dispergiran prah se obnašata različno: prah se lahko zlahka vname, zato zahteva stroge varnostne ukrepe.
• Uporaba v posebnih zlitinah in spojinah za elektrotehniko, vakuumsko tehniko in znanstveno opremo, kjer so pomembni korozijska odpornost, čistost materiala in stabilnost lastnosti.
• Uporaba v medicini za izdelavo različnih protez in kirurških instrumentov zaradi odlične odpornosti proti biološkim okoljem, ki je celo boljša kot pri titanu.