למה משמש זירקוניום?
לזירקוניום מספר אטומי של 40 וסמל יסוד של Zr. היסוד זירקוניום מופיע כמתכת כסופה בצפיפות של 6.52 גרם/סמ"ק. ל-Zr יש חתך קטן מאוד של ספיחת נויטרונים ונקודת התכה גבוהה יחסית (1855 מעלות או 3371 מעלות F), מה שהופך אותו לחומר מצוין עבור מוטות כוח גרעיניים. בשנות ה-90, כ-90% מהזירקוניום שהופק מדי שנה נצרך על ידי התעשייה הגרעינית. עם זאת, ככל שיותר אנשים הכירו את Zr ואת התרכובות שלו, נמצאו יישומים נוספים.
זירקוניום דו חמצני, או תחמוצת זירקוניום, היא תרכובת זירקוניום חשובה מאוד. ZrO2 יכול לשמש כחומר גלם לקרמיקה טכנית עם קשיות גבוהה ועמידות בפני שחיקה. תחמוצת זירקוניום יכולה להיות גם בצורת גבישים שקופים, שהם קשים מאוד, ממש כמו יהלומים. לכן היסוד זירקוניום מופיע גם בתכשיטים כמו טבעות זירקוניום, כתרי זירקוניום וכו'.
מתכת זירקוניום וסגסוגות זירקוניום יש יתרונות בסביבות כימיות מיוחדות - בעיקר חומצה אצטית וחומצה הידרוכלורית. העמידות בפני קורוזיה של זירקוניום מגיעה מתחמוצת הנצמדת בחוזקה שנוצרת כמעט באופן מיידי. לכן, זירקוניום שימש לייצור מכלולי אלקטרודות, ברגי אוגן, צינורות ומוטות למטרות מיוחדות. מוצרי זירקוניום נמצאים בשימוש נרחב גם במכשירים רפואיים, כגון שתלי זירקוניום.
גם לחומרים על בסיס זירקוניום נמצאו כמה תכונות מיוחדות. זירקוניום שימש לייצור חומרים מוליכים בטמפרטורה גבוהה, ומוטות גביש זירקוניום משמשים לעתים קרובות כחומרי גלם. סגסוגות זירקוניום נחשבות גם לחומרים מבטיחים למתכות אמורפיות מסחריות (הידועות גם כזכוכית מתכתית). בהשוואה לחומרי מתכת רגילים, למתכות אמורפיות אין גבולות גרגרים ולכן יש להן עמידות וקשיות ללבוש טוב יותר. בנוסף, למתכות אמורפיות אין קורוזיה בגבול התבואה ויכולות להיווצר בחום. על מנת ליצור מצב אמורפי, יש לקרר את הסגסוגת המותכת במהירות. בדרך כלל, קצב הקירור צריך להגיע למיליוני K/s, והסגסוגות המבוססות על Zr שפותחו לאחרונה יכולות לגרום לו להגיע לכ-1K/s.
בשל הביקוש העולמי לתחנות כוח גרעיניות, הביקוש לזירקוניום צפוי לעלות בשנים הקרובות. עם זאת, רק לחברות גדולות בודדות יש את הטכנולוגיה הנדרשת לייצור חומרי זירקוניום בדרגה גרעינית, והשקעות ענק מנעו את כניסתם של שחקנים חדשים. למרות שתעשיית הגרעין עדיין צורכת כמות גדולה של זירקוניום מדי שנה, היישום של זירקוניום בתחומים אחרים כמו קרמיקה התפתח במהירות בעשורים האחרונים.
