A quoi sert le zirconium ?
Le zirconium a un numéro atomique de 40 et un symbole d'élément Zr. L'élément zirconium se présente comme un métal argenté d'une densité de 6,52 g/cm3. Le Zr a une très petite section efficace d'adsorption des neutrons et un point de fusion relativement élevé (1 855 degrés ou 3 371 degrés F), ce qui en fait un excellent matériau pour les barres nucléaires. Dans les années 1990, environ 90 % du zirconium produit chaque année était consommé par l’industrie nucléaire. Cependant, à mesure que de plus en plus de personnes se familiarisaient avec le Zr et ses composés, davantage d’applications ont été découvertes.
Le dioxyde de zirconium, ou oxyde de zirconium, est un composé du zirconium très important. Le ZrO2 peut être utilisé comme matière première pour les céramiques techniques à haute dureté et résistance à l'usure. L'oxyde de zirconium peut également se présenter sous forme de cristaux transparents, très durs, tout comme le diamant. Par conséquent, l’élément zirconium apparaît également dans les bijoux, comme les bagues en zirconium, les couronnes en zirconium, etc.
Le zirconium métallique et les alliages de zirconium présentent des avantages dans des environnements chimiques spéciaux - principalement l'acide acétique et l'acide chlorhydrique. La résistance à la corrosion du zirconium provient d'un oxyde étroitement adhérent qui se forme presque instantanément. Par conséquent, le zirconium a été utilisé pour fabriquer des assemblages d’électrodes, des boulons à bride, des tubes et des tiges à des fins spéciales. Les produits en zirconium sont également largement utilisés dans les dispositifs médicaux, tels que les implants en zirconium.
Les matériaux à base de zirconium possèdent également des propriétés particulières. Le zirconium a été utilisé pour fabriquer des matériaux supraconducteurs à haute température, et les tiges de cristal de zirconium sont souvent utilisées comme matières premières. Les alliages de zirconium sont également considérés comme des matériaux prometteurs pour les métaux amorphes commerciaux (également appelés verres métalliques). Comparés aux matériaux métalliques ordinaires, les métaux amorphes n'ont pas de joints de grains et ont donc une meilleure résistance à l'usure et une meilleure dureté. De plus, les métaux amorphes ne présentent pas de corrosion aux limites des grains et peuvent être formés à chaud. Afin de former un état amorphe, l’alliage fondu doit être refroidi rapidement. Habituellement, la vitesse de refroidissement doit atteindre des millions de K/s, et les alliages à base de Zr récemment développés peuvent la faire atteindre environ 1 K/s.
En raison de la demande mondiale en centrales nucléaires, la demande de zirconium devrait augmenter au cours des prochaines années. Cependant, seules quelques grandes entreprises disposent de la technologie requise pour fabriquer des matériaux à base de zirconium de qualité nucléaire, et d'énormes investissements ont empêché l'entrée de nouveaux acteurs. Bien que l’industrie nucléaire consomme encore chaque année une grande quantité de zirconium, l’application du zirconium dans d’autres domaines comme la céramique s’est développée rapidement au cours des dernières décennies.
