锆的比重、性能、用途及数值表
锆是元素周期表第五周期第四副族元素。单质锆是一种带银色光泽的亮灰色金属,具有优异的耐腐蚀性和较高的塑性。
锆有两种晶体结构:密排六方晶格的α-锆和体心立方晶格的β-锆,两者在863°C发生转变。
锆的比重表
该材料的重量取决于锆的比重。锆属于性质复杂的材料,无法在现场测定其准确比重,相关测定需在专门的化学实验室中进行。不过,其平均比重已知,为6.506克/立方厘米。
为方便计算锆的重量和比重,下表列出了这些数值以及不同计量单位下的换算结果。
| 材料 | 比重(克/立方厘米) | 1立方米重量(千克) |
| 锆 | 6.506 | 6506 |
锆的性能
锆的密度为6.506克/立方厘米,在25至100°C范围内具有良好的热容,并有较高的电阻率。锆的熔点为1855°C,沸点为4409°C。
纯锆具有良好的塑性,易于进行轧制、冲压和锻造等多种冷热加工。当氧含量超过0.2%时,该材料便不适合冷压加工。氮、碳、氧和氢的存在可能使其组织变脆。
块状锆在200至400°C范围内缓慢氧化,表面形成二氧化锆薄膜。温度超过800°C后,它会与空气中的氧剧烈反应。
由于表面存在二氧化锆保护膜,块状锆在水、水蒸气和许多酸性介质中具有良好的耐受性。但其耐腐蚀性取决于浓度、温度和杂质;含氟化物和氢氟酸的介质尤其危险,因为它们会破坏保护膜。对于化学条件要求严格的场合,应查阅具体合金和介质的相容性数据。
锆属于顺磁性金属。
锆的用途
锆及其合金广泛应用于多个领域,主要包括:
- 用于核能工业,制造燃料组件、燃料元件以及核反应堆中的其他结构件。
- 在冶金中用作中间合金材料,因为锆是优良的脱氮剂和脱氧剂。锆还可用于制造耐热性和强度较高、同时导电性损失较小的合金。
- 锆粉和细切屑用于烟火剂、信号装置和特殊化学光源。块状金属与细粉的行为不同:粉末容易点燃,因此必须采取严格的安全措施。
- 用于电气工程、真空技术和科研设备中的特种合金与化合物,满足对耐腐蚀性、材料纯度和性能稳定性的要求。
- 凭借对生物介质的优异耐受性,用于制造各类假体和外科器械,其耐受性甚至优于钛。
常见问题解答
1立方米锆有多重?
密度约为6.506克/立方厘米时,1立方米锆约重6506千克。不同纯度的合金和制品可能略有差异。
为什么核能工业使用锆?
锆及其合金因耐腐蚀且热中子俘获截面小而受到重视,因此适合制造反应堆堆芯部件。
加工锆是否危险?
块状金属通常较稳定,但粉末、切屑和细小颗粒可能存在火灾危险。机械加工时应注意除尘并遵守安全规程。