锆(Zirconium)是一种化学元素,元素符号Zr,原子序数40,原子量91.224,CAS登录号是7440-67-7,为银灰色金属,外观似钢,有光泽,熔点1852°C,沸点4377°C,密度6.49g/cm³[1]。
锆易吸收氢、氮和氧气,可用于贮氧,对氧有很强的亲和力;锆的表面易形成一层氧化膜,具有光泽,故外观与钢相似;有耐腐蚀性,可溶于氢氟酸和王水,高温时,可与非金属元素和许多金属元素反应,生成固溶体;锆有良好的可塑性可用于加工成板、丝等[1]。
锆的工业用途很广泛,可用于做吸收剂、冶金和制作锆合金[1]:
1.用作吸收剂
锆和锂及钛一样能强烈地吸收氮、氢、氧等气体,锆的这种特性已被广泛利用,比如在电真空工业中,人们广泛利用锆粉涂在电真空元件和仪表的阳极和其他受热部件的表面上,吸收真空管中的残余气体,制成高度真空的电子管和其他电真空仪表,从而提高它们的质量,延长它们的使用时间。
2.冶金作用
锆还可以用做冶金工业的“维生素”,发挥它强有力的脱氧、除氮、去硫的作用。锆粉的特点是着火点低和燃烧速度快,可以用做起爆雷管的起爆药,这种高级雷管甚至在水下也能够爆炸。锆粉再加上氧化剂。这好比火上加油,燃烧起来强光眩目,是制造曳光弹和照明弹的好材料。
3.制作锆合金
锆合金以锆为基体加入其他元素而构成的有色合金。主要合金元素有锡、铌、铁等。锆合金在300~400℃的高温高压水和蒸汽中有良好的耐蚀性能、适中的力学性能、较低的原子热中子吸收截面,对核燃料有良好的相容性,多用作水冷核反应堆的堆芯结构材料。此外,锆对多种酸、碱和盐有优良的抗蚀性,与氧、氮等气体有强烈的亲和力,因此锆合金也用于制造耐蚀部件和制药机械部件,在电真空和灯泡工业中被广泛用作非蒸散型消气剂。