Người nhận
Zirconium, giống như lithium và titan, hấp thụ mạnh các loại khí như nitơ, hydro và oxy. Ở nhiệt độ trên 900 độ C, zirconium có thể hấp thụ nitơ mạnh, và ở 200 độ C, 100 gram kim loại zirconium có thể hấp thụ 817 lít hydro, gấp hơn 800,000 lần so với sắt. Đặc tính này của zirconium đã được sử dụng rộng rãi, ví dụ, trong ngành công nghiệp chân không điện, người ta thường sử dụng bột zirconium để phủ bề mặt anode và các bộ phận được gia nhiệt khác của phần tử chân không điện và dụng cụ, hấp thụ khí còn lại trong ống chân không và chế tạo các ống điện tử chân không cao và các dụng cụ chân không điện khác, để cải thiện chất lượng và kéo dài thời gian sử dụng của chúng.
Hành động luyện kim
Zirconium cũng có thể được sử dụng như một loại "vitamin" trong ngành luyện kim, đóng vai trò mạnh mẽ trong quá trình khử oxy, loại bỏ nitơ và khử lưu huỳnh. Chỉ cần thêm một phần nghìn zirconium vào thép, độ cứng và độ bền sẽ tăng lên đáng kinh ngạc, và thép giáp, thép không gỉ và thép chịu nhiệt có chứa zirconium là vật liệu quan trọng để chế tạo vũ khí quốc phòng như xe bọc thép, xe tăng, pháo binh và tấm chống đạn. Zirconium được trộn vào đồng và bơm vào dây đồng, độ dẫn điện không bị suy yếu, nhưng điểm nóng chảy được cải thiện đáng kể, rất phù hợp với dây điện cao thế. Hợp kim kẽm-magiê có chứa zirconium, nhẹ và chịu được nhiệt độ cao, bền gấp đôi hợp kim magiê thông thường và có thể được sử dụng trong sản xuất các bộ phận động cơ phản lực.
Ngoài ra, bột Zirconium có đặc điểm là điểm bắt lửa thấp và tốc độ cháy nhanh, có thể dùng làm thuốc nổ cho kíp nổ, có thể nổ ngay cả dưới nước. Bột Zirconium cộng với chất oxy hóa. Điều này giống như thêm dầu vào lửa, cháy với ánh sáng mạnh và chói mắt, và là vật liệu tốt để chế tạo đạn phát sáng và pháo sáng.
Hợp kim Zirconium
Hợp kim Zirconium là hợp kim không chứa sắt bao gồm việc thêm các nguyên tố khác vào Zirconium như một ma trận. Các nguyên tố hợp kim chính là thiếc, Niobi, sắt, v.v. Hợp kim Zirconium có khả năng chống ăn mòn tốt, tính chất cơ học vừa phải, tiết diện hấp thụ neutron nhiệt nguyên tử thấp, tương thích tốt với nhiên liệu hạt nhân và chủ yếu được sử dụng làm vật liệu cấu trúc lõi cho lò phản ứng hạt nhân làm mát bằng nước ở nhiệt độ cao và áp suất cao nước và hơi nước ở 300 ~ 400 độ. Ngoài ra, Zirconium có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời đối với nhiều loại axit, kiềm và muối, và có ái lực mạnh với oxy, nitơ và các loại khí khác, vì vậy hợp kim Zirconium cũng được sử dụng trong sản xuất các bộ phận chống ăn mòn và các bộ phận máy móc dược phẩm, và được sử dụng rộng rãi làm chất khử khí không bay hơi trong các ngành công nghiệp chân không điện và bóng đèn.
Có hai loại hợp kim zirconi được sản xuất trên quy mô công nghiệp: zirconi-thiếc và zirconi-niobi. Các loại hợp kim trước là Zr-2 và Zr-4, và đại diện tiêu biểu của loại sau là Zr-2.5Nb. Trong hợp kim zirconi-thiếc, các nguyên tố hợp kim thiếc, sắt, crom và niken có thể cải thiện độ bền, khả năng chống ăn mòn và độ dẫn nhiệt của màng chống ăn mòn và giảm độ nhạy của trạng thái bề mặt đối với sự ăn mòn. Thông thường, hợp kim Zr-2 được sử dụng trong lò phản ứng nước sôi và hợp kim Zr-4 được sử dụng trong lò phản ứng nước áp suất. Trong hợp kim zirconi-niobi, khả năng chống ăn mòn của hợp kim là tốt nhất khi lượng niobi được thêm vào đạt đến giới hạn dung dịch của cấu trúc tinh thể zirconi ở nhiệt độ sử dụng. Hợp kim zirconi có chuyển đổi dị tinh thể đồng nhất và cấu trúc tinh thể là lập phương tâm khối ở nhiệt độ cao và lục giác đóng chặt ở nhiệt độ thấp. Hợp kim Zirconi có tính dẻo tốt, có thể chế tạo thành ống, tấm, thanh và dây bằng quá trình gia công nhựa, khả năng hàn cũng tốt, có thể dùng để gia công hàn.
Zirconium có tiết diện bắt neutron nhiệt nhỏ và tính chất hạt nhân nổi bật, là vật liệu không thể thiếu cho sự phát triển của ngành năng lượng nguyên tử và có thể được sử dụng làm vật liệu kết cấu cho lõi lò phản ứng. Bột Zirconium dễ cháy trong không khí và có thể được sử dụng làm kíp nổ và thuốc súng không khói. Zirconium có thể được sử dụng làm phụ gia để khử oxy và khử lưu huỳnh cho thép chất lượng cao, đồng thời cũng là thành phần của thép giáp, thép pháo, thép không gỉ và thép chịu nhiệt. Zirconium là nguyên tố hợp kim quan trọng trong hợp kim magiê, có thể cải thiện độ bền kéo và tính chất gia công của hợp kim magiê. Zirconium cũng là tác nhân biến chất cho hợp kim nhôm-magiê, có thể tinh chế hạt. Zirconia và zircon là những hợp chất có giá trị nhất trong vật liệu chịu lửa. Zirconia là vật liệu chính của gốm sứ mới và không thể được sử dụng làm vật liệu gia nhiệt để chống lại quá trình oxy hóa ở nhiệt độ cao. Zirconia có thể được sử dụng làm phụ gia cho men và thủy tinh chịu axit, có thể cải thiện đáng kể độ đàn hồi, độ ổn định hóa học và khả năng chịu nhiệt của thủy tinh. Zircon có hiệu suất phản xạ ánh sáng mạnh và độ ổn định nhiệt tốt, có thể được sử dụng làm chất chống nắng trong gốm sứ và thủy tinh. Zirconium có thể hấp thụ một lượng lớn oxy, hydro, amoniac và các loại khí khác khi được đun nóng và là chất thu hồi lý tưởng, chẳng hạn như bột zirconium làm chất khử khí trong ống điện tử và tấm zirconium dây zirconium làm giá đỡ cổng, giá đỡ anode, v.v.
Bột sắt được trộn với zirconium nitrate để tạo thành bột kim tuyến. Kim loại zirconium hầu như chỉ được sử dụng làm lớp phủ cho các thành phần nhiên liệu urani trong lò phản ứng hạt nhân. Nó cũng được sử dụng để tạo đèn flash chụp ảnh, cũng như để chống ăn mòn trong các thùng chứa và đường ống, đặc biệt là trong trường hợp axit clohydric và axit sunfuric. Các hóa chất zirconium có thể được sử dụng làm chất liên kết chéo cho polyme.
Sử dụng quân sự
Theo góc độ của ngành công nghiệp quân sự, chỉ cần thêm một phần nghìn zirconium vào thép, độ cứng và độ bền sẽ được cải thiện đáng kinh ngạc. Thép giáp chứa zirconium, thép rèn pháo, thép không gỉ và thép chịu nhiệt là những vật liệu quan trọng để chế tạo vũ khí như xe bọc thép, xe tăng, pháo và tấm chống đạn.
Theo quan điểm của năng lượng nguyên tử và năng lượng hạt nhân, zirconium có năng lượng hạt nhân nổi bật, là vật liệu không thể thiếu cho sự phát triển của ngành năng lượng nguyên tử, các nhà máy điện hạt nhân lớn của Trung Quốc thường sử dụng zirconium, nếu sử dụng năng lượng hạt nhân để phát điện, mỗi triệu kilowatt công suất phát điện, sẽ tiêu thụ 20 đến 25 tấn zirconium kim loại một năm. Một tàu ngầm hạt nhân 30,000- mã lực sử dụng hợp kim zirconium làm vỏ nhiên liệu hạt nhân và ống áp suất, và lượng sử dụng có thể đạt tới 20 đến 30 tấn.
Zirconium là một kim loại hiếm có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, điểm nóng chảy cực cao, độ cứng và độ bền cực cao, được sử dụng rộng rãi trong ngành hàng không vũ trụ, công nghiệp quân sự, phản ứng hạt nhân và năng lượng nguyên tử. Khả năng chống ăn mòn và khả năng chống chịu cao của các sản phẩm titan được sử dụng trên "Shen VI" kém khả năng chống ăn mòn hơn nhiều so với zirconium, với điểm nóng chảy khoảng 1600 độ, trong khi điểm nóng chảy của zirconium là hơn 1800 độ, và điểm nóng chảy của zirconium dioxide cao tới hơn 2700 độ, vì vậy zirconium là vật liệu hàng không vũ trụ, hiệu suất của nó ở mọi khía cạnh đều vượt trội hơn nhiều so với titan.