Zirkonium densitet, vikt, egenskaper och användning
Zirkonium är ett grundämne i grupp 4 och period 5 i det periodiska systemet. I ren form är det en glänsande grå metall med silverton. Materialet kännetecknas av mycket god korrosionsbeständighet och hög plasticitet.
Zirkonium förekommer i två kristallformer: alfazirkonium med hexagonal tätpackad struktur och betazirkonium med rymdcentrerad kubisk struktur. Övergången mellan formerna sker vid 863 °C.
Tabell över zirkoniums densitet
Materialets vikt beror på dess densitet. Eftersom zirkonium är ett komplext material bestäms den exakta densiteten i laboratorier. Medelvärdet är 6,506 g/cm³.
| Material | Densitet (g/cm³) | Vikt för 1 m³ (kg) |
| Zirkonium | 6,506 | 6 506 |
Zirkoniums egenskaper
Zirkonium har densiteten 6,506 g/cm³, god värmekapacitet vid 25–100 °C och hög elektrisk resistans. Smältpunkten är 1 855 °C och kokpunkten 4 409 °C.
Ren zirkonium är plastisk och kan valsas, stansas, smidas och bearbetas med andra varma och kalla metoder. Vid en syrehalt över 0,2 procent kan materialet inte kallformas. Kväve, kol, syre och väte kan göra strukturen spröd.
Kompakt zirkonium oxiderar långsamt vid 200–400 °C och täcks då av en film av zirkoniumdioxid. Över 800 °C reagerar det lätt med luftens syre.
Kompakt zirkonium är beständigt i vatten, vattenånga och många sura miljöer tack vare den skyddande oxidhinnan. Beständigheten beror dock på koncentration, temperatur och föroreningar. Fluorider och fluorvätesyra är särskilt farliga eftersom de förstör skyddsfilmen. I kemiskt krävande miljöer måste data för den specifika legeringen och miljön användas.
Zirkonium är en paramagnetisk metall.
Användning av zirkonium
- Inom kärnkraft till bränsleknippen, bränsleelement och andra konstruktioner i kärnreaktorer.
- Inom metallurgi som legeringstillsats, kväveavskiljare och desoxidationsmedel. Zirkonium används också i värmebeständiga och starka legeringar där den elektriska ledningsförmågan bara får minska måttligt.
- Zirkoniumpulver och fina spån används i pyrotekniska satser, signalutrustning och särskilda kemiska ljuskällor. Pulver kan antändas lätt och kräver strikta säkerhetsåtgärder.
- I speciallegeringar och föreningar för elektroteknik, vakuumteknik och vetenskaplig utrustning där korrosionsbeständighet, renhet och stabila egenskaper är viktiga.
- Inom medicin till olika proteser och kirurgiska instrument tack vare mycket god beständighet mot biologiska miljöer, till och med bättre än titan.
Vanliga frågor
Hur mycket väger 1 m³ zirkonium?
Vid densiteten cirka 6,506 g/cm³ väger en kubikmeter zirkonium ungefär 6 506 kg. Legeringar och produkter med annan renhet kan avvika något.
Varför används zirkonium inom kärnkraft?
Zirkonium och dess legeringar uppskattas för korrosionsbeständighet och ett litet infångningstvärsnitt för termiska neutroner. Därför passar de till komponenter i reaktorhärden.
Är zirkonium farligt vid bearbetning?
Kompakt metall är vanligen stabil, men pulver, spån och fina partiklar kan vara brandfarliga. Vid mekanisk bearbetning krävs effektiv dammhantering och rätt säkerhetsrutiner.