一、布景

锆（Zr）的定名源于锆石，锆石则起源于波斯语“金色(zargun)”，早在几个世纪前，锆石已经被人类用作珠宝。锆石在圣经中也有被提及，称其是以色列大祭司佩带的12种宝石之一。而后，在化学家马丁提纯锆的氧化物时，锆元素被正式定名。

随着现代科学技术的迅猛发展，传统资料已经很难满足当下日益严苛的工业服役前提，新型高机能资料的研发势在必行。由此，锆贾合金在近年来备受关注。

鉴于锆贾合金拥有密度低，比强高，耐侵蚀，耐辐照，良好的耐磨性，加工机能优异，无毒，无磁，热中子吸收截面幼等一系列特点，锆合金优先在核工业中得到了不成代替的利用，因而世界列都城十吩祺沉锆合金的钻研开发工作。如今，随着对锆合金的钻研趋于成熟，锆棒、锆管、锆板等锆合金在航空航天、海洋工程、化工行业、医用行业及一些特殊领域中也得到宽泛利用。作为沉要的战术性资料，锆被誉为“原子时期第一金属”、世界第三代的良好特种耐蚀资料。

由于其冶炼提纯的工艺复杂刻薄、科技含量高，锆被视作罕见金属，是这也是其贵沉的重要原因。与同族元素钛相比，锆越发具备惊人的抗侵蚀机能、极高的熔点、超高的硬度和强度等个性。固然诸多钛合金产品已被各人熟知，但钛产品的抗侵蚀机能远不如锆合金产品。所以，锆是名至实归的核能金属、太空金属、不朽金属、人体亲和金属。

新型高强韧锆合金

高强韧轻质锆合金可分为晶态锆合金与非晶态锆合金。

晶态锆合金按其相组成通？煞治列惋辖稹ⅵ+β型锆合金和β型锆合金。从力学机能的角度启程，α型锆合金拥有较高的强度（抗拉强度可达1600MPa以上）与硬度，其耐摩擦磨损机能优于钛合金，经表表处置后其耐磨性提升显著；α+β型锆合金同时存在两种分歧晶体结构的相，拥有优异的综合力学机能；β型锆合金滑移系较多，拥有较高的塑性（断后延长率可达30%）。

非晶态锆合金其固态物质原子的分列所拥有的近程有序、长程无序的状态，是一种典型的亚稳态，故此非晶资料也被称为金属玻璃或液态金属。锆基非晶合金的硬度在60HRC以上（比不锈钢高20%以上），具备超高的强度、耐磨性，远超合金钢（例如：比强度是20CrMnTi合金钢的2.4倍），且密度比合金钢降低30%以上，无需进行表表处置即占有光洁的表表，但有临界尺寸的限度。

无论是晶态锆合金还长短晶态锆合金除了具备锆合金的所有利益与个性表还各持所长，锆合金分类，为锆合金的利用与产品的资料选择提供了单一了然的领导。

二、利用

1、原子能核能领域

锆合金重要利用于核工业领域中的包壳资料、压力管及元件盒等，其热中子吸收截面积。ń鑫0.18×10-28m2），用锆合金包办不锈钢作为核反映堆的结构资料，能够节俭近一半的铀燃料，锆合金在300~400℃高温高压水蒸汽中有很好的抗侵蚀机能，在反映堆内有相当好的抗中子辐照机能，也使得反映堆提高了数十年的使用寿命，锆合金还有适中的力学机能、优良的加工机能以及和铀燃料优良的相容性。锆在核电工业，核潜艇造作及核废料处置工业均是不成代替的结构资料。

2、航空航天及军工领域

锆合金作为空间资料，可利用于空间机构关键活动件。其具备较低的密度，可为卫星等航天器的减沉作出巨大贡献，更占有较低的热膨胀系数，耐太空低温、适应交变温度场、耐原子氧侵蚀、抗太空辐照蹬着点，拥有优良的空间环境适应性，这使得锆合金在服役过程中越发靠得住不变。太空中存在空间环境效应，经带电粒子（120keV、最高注入量5×25400px-2的质子、氮离子及氩离子）辐照后仍靠得住服役；经原子氧露出后，提高了锆合金表表的抗划擦和抗侵蚀能力；在零下100℃极端低温前提下，其强度得到大幅提升。“神六”上使用的抗侵蚀性、耐高迪胙产品，其抗侵蚀机能远不如锆，其熔点1600度左右，而锆的熔点则在1800度以上，二氧化锆的熔点更是高达2700度以上，所以锆作为航空航天资料，其各方面的机能大大优越于钛。在军工领域，含锆的装甲资料、大炮锻件、耐热部件等是造作装甲车、坦克、大炮和防弹板等兵器的沉要资料，与此同时可减轻兵器、设备沉量，极大提高作战能力。

3、海洋及化工领域

与传统的不锈钢、铜、镍、钛等金属合金相比，锆贾合金拥有优异的耐侵蚀机能，可能抵抗大无数有机酸、无机酸、强碱和一些熔融盐的侵蚀侵害。在废水处置、食品加工、强酸出产工业中，重要利用于耐侵蚀机能要求高的设备及构件，如反映釜、耐酸泵、耐热泵、热互换管、浸液器、耐酸叶轮、阀门、搅拌器、喷嘴和容器衬里等。美国化工企业使用的锆设备、装置已超过25年，仍未受到显著的侵蚀侵害影响，转化率高达 85%~90%，大大提高了企业的出产效能。在深海探测过程中，锆合金不仅能够经受海水与海洋中砂石的冲蚀、海水侵蚀及流体摩擦磨损，还能够适应-200~200℃的交变温度环境，这是由于锆的热膨胀系数低可不变持续服役。

4、医学领域

锆拥有无毒，无磁，人体亲和、低弹性模量和机能不变等特点。传统不锈钢（含镍铬蹬仔毒元素），镍合金（20%以上的人会产生由镍引起的过敏反映）或钛合金弹性模量较大，植入人体后会引发“应力屏蔽”效应，造成人体肌肉萎缩等症状，而锆合金不仅拥有生物相容性，且弹性模量较低，作为口腔建复资料，骨骼植入资料，骨科建复资料及手术器械资料等已被宽泛利用。核工业中使用的Zr-Nb合金已被作为代替骨骼植入人体，不存在碎屑剥落的景象，且骨溶化性低（与同为骨骼植入资料的CoCr合金相比，CoCr合金有较高的骨溶化风险），服役寿命是传统植入资料的数倍。在口腔医疗方面的利用越发宽泛，正畸建复时所使用的的矫治器，口腔种植体均大量使用锆合金。并且在神经表科这个极其敏感的医学领域中都能使用锆丝作脑表科手术的缝合伙料。

5、极端特殊领域

锆拥有优良的吸气性，锆粉在电子管中宽泛用作除气剂，在玄色冶金工业中，金属锆常用做炼钢脱气剂、增长剂，用以改善和提高产品的机能。锆粉在空气中易燃并伴随开释高热量，因而可作为引爆雷管、拍照闪光的引火物及无烟火药。贮氢合金作为锆的新用处可用作镍氢电池的电极资料。锆还是热激活电池加热片组份之一，加热片由锆粉、BaCrO4和无机纤维按Zr:BaCrO4:无机纤维(wt.%)=21:74:5比例混合造成，发热量为1882.8J·g-1。锆基非晶资料占有超高的强度、耐摩擦磨损机能与高弹性，大幅超过不锈钢、轴承钢等传统耐磨资料，已被用于造作极端环境服役设备的零部件和机构件，如航空飞行器轴秤注齿轮和卡环等。

除以上领域表，锆贾合金还作为结构资料、职能资料被利用于很多特殊、极端领域中，处于产业链的顶端。