Milleks tsirkooniumi kasutatakse?
Tsirkooniumi aatomnumber on 40 ja elemendi sümbol Zr. Element tsirkoonium paistab hõbedase metallina tihedusega 6,52 g/cm3. Zr-l on väga väike neutronite adsorptsiooni ristlõige ja suhteliselt kõrge sulamistemperatuur (1855 kraadi või 3371 kraadi F), mistõttu on see suurepärane materjal tuumaenergia varraste jaoks. 1990. aastatel tarbis tuumatööstus umbes 90% igal aastal toodetud tsirkooniumist. Kuid mida rohkem inimesi Zr-i ja selle ühenditega tuttavaks sai, leiti rohkem rakendusi.
Tsirkooniumdioksiid ehk tsirkooniumoksiid on väga oluline tsirkooniumiühend. ZrO2 saab kasutada suure kõvaduse ja kulumiskindlusega tehnilise keraamika toorainena. Tsirkooniumoksiid võib olla ka läbipaistvate kristallide kujul, mis on nagu teemandidki väga kõvad. Seetõttu esineb element tsirkoonium ka ehetes, näiteks tsirkooniumrõngastes, tsirkooniumkroonides jne.
Tsirkooniummetallil ja tsirkooniumisulamitel on eelised spetsiaalsetes keemilistes keskkondades – peamiselt äädikhappes ja vesinikkloriidhappes. Tsirkooniumi korrosioonikindlus tuleneb tihedalt kleepuvast oksiidist, mis moodustub peaaegu kohe. Seetõttu on tsirkooniumi kasutatud elektroodisõlmede, äärikupoltide, torude ja eriotstarbeliste varraste valmistamiseks. Tsirkooniumitooteid kasutatakse laialdaselt ka meditsiiniseadmetes, näiteks tsirkooniumimplantaatides.
Samuti on leitud, et tsirkooniumipõhistel materjalidel on mõned erilised omadused. Tsirkooniumi on kasutatud kõrge temperatuuriga ülijuhtivate materjalide valmistamiseks ja toorainena kasutatakse sageli tsirkooniumi kristallvardaid. Tsirkooniumisulameid peetakse ka paljulubavateks materjalideks kaubanduslike amorfsete metallide jaoks (tuntud ka kui metallklaasid). Võrreldes tavaliste metallmaterjalidega ei ole amorfsetel metallidel terapiirid ning seetõttu on neil parem kulumiskindlus ja kõvadus. Lisaks puudub amorfsetel metallidel terapiiride korrosioon ja neid saab kuumvormida. Amorfse oleku moodustamiseks tuleb sulasulamit kiiresti jahutada. Tavaliselt peab jahutuskiirus ulatuma miljoniteni K/s ja hiljuti välja töötatud Zr-põhiste sulamitega võib see jõuda umbes 1K/s.
Tulenevalt ülemaailmsest nõudlusest tuumaelektrijaamade järele eeldatakse tsirkooniumi nõudluse kasvu lähiaastatel. Tuumakvaliteediga tsirkooniummaterjalide tootmiseks vajalik tehnoloogia on aga vaid üksikutel suurettevõtetel ning tohutud investeeringud on takistanud uute tegijate sisenemist. Kuigi tuumatööstus tarbib endiselt igal aastal suures koguses tsirkooniumi, on tsirkooniumi kasutamine muudes valdkondades, näiteks keraamikas, viimastel aastakümnetel kiiresti arenenud.
