A cosa serve lo zirconio? Nucleare e altro

Il numero atomico dello zirconio è 40, con il simbolo dell'elemento Zr. Lo zirconio ha un aspetto di metallo argenteo e la sua densità è di 6,52 g/cm3. Lo zirconio ha una sezione d'urto di adsorbimento neutronico molto piccola e un punto di fusione relativamente alto (1855 °C o 3371 °F), che lo rende un ottimo materiale per le barre di energia nucleare. Negli anni '90, circa il 90% dello zirconio prodotto ogni anno veniva consumato dall'industria nucleare. Tuttavia, man mano che un numero sempre maggiore di persone ha acquisito familiarità con lo Zr e i suoi composti, sono state trovate altre applicazioni.

Il biossido di zirconio, o zirconia, è un composto di zirconio molto importante. Lo ZrO2 può essere utilizzato come materia prima per le ceramiche tecniche, che hanno una grande durezza e resistenza all'usura. La zirconia può essere anche sotto forma di cristallo trasparente ed è estremamente dura, come i diamanti. Per questo motivo, gli elementi in zirconio si trovano anche in gioielleria, come gli anelli in zirconio e le corone in zirconio, ecc.

Lozirconio metallico e le leghe di zirconio presentano vantaggi in ambienti chimici specializzati, in particolare gli acidi acetico e cloridrico. La resistenza alla corrosione dello zirconio deriva da un ossido strettamente aderente che si forma quasi istantaneamente. Di conseguenza, lo zirconio è stato utilizzato per produrre componenti di elettrodi, bulloni di flange, tubi e barre per applicazioni speciali. I prodotti a base di zirconio trovano ampia applicazione anche nelle apparecchiature mediche, come gli impianti in zirconio.

I materiali a base di zirconio hanno anche alcune proprietà speciali. Lozirconio è stato utilizzato per produrre materiali superconduttoriad alta temperatura e le barre di cristallo di Zr sono spesso utilizzate come materia prima. Le leghe di zirconio sono anche considerate materiali promettenti per la produzione di metallo amorfo commerciale, chiamato anche vetro metallico. Rispetto ai comuni materiali metallici, il metallo amorfo non presenta confini tra i grani, con conseguente migliore resistenza all'usura e durezza. Inoltre, i metalli amorfi non presentano la corrosione dei bordi dei grani e possono essere formati a caldo. Per ottenere lo stato amorfo, le leghe fuse devono essere raffreddate rapidamente. Di solito, la velocità deve essere di milioni di K/s, mentre le leghe a base di zirconio recentemente sviluppate possono raggiungere circa 1K/s.

Si prevede che la domanda di zirconio aumenterà nei prossimi anni a causa della richiesta di centrali nucleari in tutto il mondo. Tuttavia, solo poche grandi aziende possiedono la tecnologia necessaria per produrre materiali di zirconio di livello nucleare e gli ingenti investimenti ostacolano l'ingresso di nuovi operatori. Sebbene l'industria nucleare consumi ancora gran parte dello zirconio prodotto ogni anno, negli ultimi decenni si sono sviluppate rapidamente applicazioni in altri settori, come quello ceramico.