锆 Zirconium

锆是一种耐蚀性极强的高熔点金属，因中子吸收截面极低而成为核工业的关键材料。它最重要的用途是核反应堆燃料包壳：锆合金（如锆-4 合金、锆锡合金）包裹二氧化铀燃料芯块，既能在高温高压水中长期保持结构完整，又几乎不吸收中子，让链式反应高效进行，因此核电站的燃料组件几乎都用锆合金制造。在陶瓷与耐火材料领域，二氧化锆（ZrO2）硬度高、韧性好，制成氧化锆陶瓷用于假牙、刀具、手表表壳和精密结构件。耐火材料方面，锆英石砖和锆质捣打料用于玻璃窑炉和钢铁熔炼炉的关键部位，耐高温冲刷和侵蚀。此外，锆还用于化工耐蚀设备、防弹装甲、火花塞和特种焊接材料，其化学惰性使其在强酸强碱环境中表现优异。

ZrSiO4 即锆英砂，是提炼锆和铪的主要矿物，本身作为耐火骨料和陶瓷乳浊剂大量用于玻璃、窑炉和墙地砖。二氧化锆（ZrO2）经钇稳定后制成氧化锆陶瓷，用于结构件、牙科修复和固体氧化物燃料电池电解质，也是人造宝石的主要原料。四氯化锆（ZrCl4）是制备金属锆和锆化学品的关键中间体，在核级海绵锆生产中由锆英砂氯化得到，再经镁还原成海绵锆。需要区分的是，锆英砂中伴生的铪性质与锆接近但中子吸收强，核级锆必须把铪深度去除，这也是锆材加工中最关键的一道工序。