À quoi sert le zirconium ? Nucléaire et autres

Le numéro atomique du zirconium est 40 et son symbole est Zr. Le zirconium a l'apparence d'un métal argenté et sa densité est de 6,52 g/cm3. Le zirconium a une section transversale d'adsorption des neutrons très faible et un point de fusion relativement élevé (1855 °C ou 3371 °F), ce qui en fait un excellent matériau pour les barres d'énergie nucléaire. Dans les années 1990, environ 90 % du zirconium produit chaque année était consommé par l'industrie nucléaire. Cependant, comme de plus en plus de gens se familiarisent avec le Zr et ses composés, d'autres applications ont été trouvées.

Le dioxyde de zirconium, ou zircone, est un composé de zirconium très important. Le ZrO2 peut servir de matière première pour les céramiques techniques, qui présentent une grande dureté et une bonne résistance à l'usure. La zircone peut également se présenter sous la forme d'un cristal transparent et elle est extrêmement dure, comme les diamants. On trouve donc des éléments en zirconium dans les bijoux, tels que les bagues et les couronnes en zirconium, etc.

Lezirconium métal et les alliages de zirconium présentent des avantages dans des environnements chimiques spécialisés - principalement les acides acétique et chlorhydrique. La résistance à la corrosion du zirconium provient d'un oxyde étroitement adhérent qui se forme presque instantanément. C'est pourquoi le zirconium a été utilisé pour fabriquer des composants d'électrodes, des boulons de bride, des tubes et des tiges pour des applications spéciales. Les produits à base de zirconium trouvent également de nombreuses applications dans les équipements médicaux, tels que les implants en zirconium.

Les matériaux à base de zirconium présentent également des propriétés particulières. Le zirconium a été utilisé pour fabriquer des matériaux supraconducteursà haute température et les barres de cristal de Zr sont souvent utilisées comme matière première. Les alliages de zirconium sont également considérés comme des matériaux prometteurs pour le métal amorphe commercial, également appelé verre métallique. Par rapport aux matériaux métalliques courants, le métal amorphe n'a pas de limites de grain, ce qui lui confère une meilleure résistance à l'usure et une plus grande dureté. En outre, les métaux amorphes ne présentent pas de corrosion des joints de grains et peuvent être formés à chaud. Pour atteindre l'état amorphe, les alliages fondus doivent être refroidis rapidement. Habituellement, la vitesse doit être de plusieurs millions de K/s, alors que les alliages à base de zirconium récemment mis au point peuvent atteindre environ 1K/s.

La demande de zirconium devrait augmenter dans les années à venir en raison de la demande de centrales nucléaires dans le monde entier. Cependant, seules quelques grandes entreprises possèdent la technologie nécessaire pour fabriquer des matériaux en zirconium de niveau nucléaire, et les investissements considérables entravent l'entrée de nouveaux acteurs. Bien que l'industrie nucléaire consomme encore une grande partie du zirconium produit chaque année, des applications dans d'autres domaines, tels que les céramiques, ont été développées rapidement au cours des dernières décennies.