Trọng lượng riêng của zirconi, tính chất, ứng dụng và bảng số liệu

Zirconi là nguyên tố thuộc nhóm bốn, phân nhóm phụ, chu kỳ năm trong bảng tuần hoàn. Ở dạng đơn chất, zirconi là kim loại màu xám bóng có ánh bạc. Nó có khả năng chống ăn mòn rất tốt và độ dẻo cao.

Vật liệu này tồn tại dưới hai dạng: zirconi có mạng lục giác xếp chặt (zirconi alpha) và zirconi có mạng lập phương tâm khối. Nó chuyển từ dạng này sang dạng khác ở nhiệt độ 863 °C.

Bảng trọng lượng riêng của zirconi

Khối lượng của vật liệu này phụ thuộc vào trọng lượng riêng của zirconi. Do là vật liệu phức tạp, không thể xác định trọng lượng riêng trong điều kiện hiện trường. Quy trình này được thực hiện tại các phòng thí nghiệm hóa học chuyên dụng. Tuy nhiên, trọng lượng riêng trung bình đã được biết và bằng 6,506 g/cm³.

Để giúp tính khối lượng và trọng lượng riêng của zirconi dễ dàng hơn, bảng dưới đây trình bày các giá trị này cùng phép tính theo nhiều hệ đơn vị.

Tính chất của zirconi

Zirconi có khối lượng riêng 6,506 g/cm³, nhiệt dung tốt ở nhiệt độ từ 25 đến 100 °C và điện trở cao. Nhiệt độ nóng chảy của zirconi là 1855 °C, nhiệt độ sôi 4409 °C.

Ở dạng tinh khiết, vật liệu này dẻo, dễ thực hiện nhiều hình thức gia công như cán, dập, rèn cùng những dạng gia công nóng và nguội khác. Khi hàm lượng oxy trên 0,2 phần trăm, vật liệu không thể gia công bằng ép nguội. Cấu trúc giòn có thể xuất hiện do nitơ, cacbon, oxy và hydro trong thành phần.

Zirconi dạng đặc oxy hóa chậm ở nhiệt độ từ 200 đến 400 °C và được phủ một lớp zirconium dioxide. Trên 800 °C, nó phản ứng mạnh với oxy trong không khí.

Zirconi dạng đặc bền trong nước, hơi nước và nhiều môi trường axit nhờ lớp màng zirconium dioxide bảo vệ. Tuy nhiên, độ bền phụ thuộc vào nồng độ, nhiệt độ và tạp chất: môi trường chứa fluoride và axit hydrofluoric đặc biệt nguy hiểm vì phá hủy lớp màng bảo vệ. Với điều kiện hóa học quan trọng, phải dùng dữ liệu của hợp kim và môi trường cụ thể.

Zirconi thuộc nhóm kim loại thuận từ.

Ứng dụng của zirconi

Zirconi và hợp kim của nó được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Các hướng chính gồm:

• Dùng trong năng lượng hạt nhân để chế tạo bó và phần tử nhiên liệu, cũng như các kết cấu khác trong lò phản ứng hạt nhân.
• Dùng trong luyện kim làm vật liệu hợp kim trung gian vì là chất khử nitơ và khử oxy rất tốt. Zirconi còn được dùng để tạo hợp kim có khả năng chịu nhiệt và độ bền cao mà độ dẫn điện chỉ suy giảm ít.
• Dùng bột và phoi zirconi mịn trong thành phần pháo kỹ thuật, thiết bị tín hiệu và nguồn sáng hóa học đặc biệt. Kim loại dạng đặc và bột mịn có đặc tính khác nhau: bột có thể dễ bắt lửa nên đòi hỏi biện pháp an toàn nghiêm ngặt.
• Dùng trong hợp kim và hợp chất đặc biệt cho kỹ thuật điện, kỹ thuật chân không và thiết bị khoa học, nơi khả năng chống ăn mòn, độ tinh khiết vật liệu và độ ổn định tính chất là quan trọng.
• Dùng trong y học để chế tạo nhiều loại bộ phận giả và dụng cụ phẫu thuật nhờ khả năng chống tác động của môi trường sinh học rất tốt, thậm chí tốt hơn titan.