含鋯的天然矽酸鹽礦石被稱為鋯石或風信子,在自然界分布廣泛。由於顏色美麗,它們自古以來就被稱為寶石。
鋯石最值得註意的特性之壹是它的耐腐蝕性。在這方面,它甚至超過了鈮和鈦這些耐腐蝕性極強的金屬。如果將不銹鋼浸泡在 5%的鹽酸中壹年,它的厚度損失為 2.6 毫米;在相同條件下,鈦的損失約為 l 毫米;而鋯的損失僅為千分之壹毫米。鋯的耐堿性非常突出,在這方面超過了鉭。由於其驚人的耐腐蝕性,鋯在神經外科這壹極其敏感的醫療領域占有壹席之地。鋯合金是手術器械的良好材料。在腦外科手術中,有時會使用鋯絲進行縫合。鋯含量僅為千分之壹的鋼具有驚人的高硬度和高強度。含鋯的裝甲鋼、火炮鍛鋼、不銹鋼和耐熱鋼是制造裝甲車、坦克、火炮、防彈板和其他武器的重要材料。
鋯除了能增強鋼的強度和硬度外,還能提高鋼的切削性、淬透性、焊接性和流動性。它還能分解鋼中的硫化物,從而細化鋼的晶粒成分。
在原子反應堆中,鈾棒不能與水直接接觸。由於熱水會侵蝕鈾棒,鈾棒會使水具有放射性,從而危害人體健康。鋯作為鈾棒的 "外衣"--護套,可以滿足以下四個要求:耐腐蝕性強,不與核燃料和傳熱介質(如水)接觸;有足夠的強度、耐熱性、耐腐蝕性;很少吸收中子,保證裂變 "鏈式反應 "的進行,易於加工成型。鋯和鋯合金主要用於水冷原子反應堆。如果利用核能發電,每百萬千瓦的發電能力壹年就要消耗 20 到 25 噸金屬鋯。壹艘3萬馬力的新型潛艇用鋯和鋯合金做核燃料護套和壓力管,鋯的用量就達20至30噸。
在200℃條件下,100克金屬鋯可 "吸收 "817升氫,相當於鐵 "吸收 "能力的80多萬倍。溫度超過 900 ℃的鋯能猛烈地 "吸收 "氮氣。鋯常被用作真空中的脫氣劑。人們廣泛使用鋯粉,把它塗在電真空元件和儀器儀表的陽極、柵極等受熱部位的表面,吸收真空管中的殘余氣體,制造各種極高真空電子管和其他真空儀器。
致密鋯在空氣中穩定。灰黑色的鋯粉燃點很低,在200℃條件下能著火並迅速燃燒,發出強烈的亮光。鋯粉可用作雷管的起爆劑,這種雷管甚至可以在水下爆炸。鉛粉加氧化劑,燃燒起來強光刺眼,是制造電光炸彈和照明彈的好原料。
很薄的鋯箔在燃燒時產生的亮度比鋁箔高 50%;而耗氧量卻完全壹樣。用鋯箔作為照相閃光燈的閃光材料,可使閃光更快、更亮。與硝酸鋯混合的鐵粉也可用作閃光粉。鋯閃光燈非常小巧,甚至可以做得像頂針壹樣小,因此使用起來非常方便。
二氧化鋯的熔點比鋯高,為 2700°C,是自然界中最好的耐火材料之壹。它的導熱性較差,但導電性很強,抗侵蝕能力也很強,即使加熱到 1900 攝氏度以上也不會與熔融的鋁、鐵、鎳、鉑等金屬、矽酸鹽和酸性熔渣發生作用。因此,它可以用來制造熔化貴金屬的坩堝、耐火管、耐熱玻璃和耐熱搪瓷。二氧化鋯可添加到搪瓷和玻璃中,使其更耐酸堿腐蝕。用二氧化鋯襯高溫爐,熱量不會大量增加,溫度變化對它的影響很小,爐體不會因熱脹冷縮而產生裂紋,可大大延長爐子的使用壽命。用二氧化鋯作耐火材料,添加 5%的氧化鈣作穩定劑,其耐熱溫度比氧化鋁高 500 度,絕熱能力比添加前提高三倍。將白色二氧化鋯摻入陶瓷中,可使陶瓷更加潔白光亮,更加耐熱,強度也有所提高,用這種陶瓷制造的高溫絕熱花瓶,絕熱能力很強,膨脹系數很小。