Zirconium

   Zirkonium (Zr) ist ein glänzendes, grauweiß schimmerndes Metall mit einem hohen Schmelzpunkt von 1855°C und einem Siedepunkt von 4377°C. Es hat eine Dichte von 6,52 g/cm³ und zeigt eine gute Korrosionsbeständigkeit. Auf der Mohshärteskala erreicht Zirkonium etwa 5, wobei es auch gute Duktilität und Verformbarkeit aufweist.

  Eine gängige Zirkoniumverbindung ist Zirkoniumdioxid (ZrO2), auch als Zirkonia bezeichnet, das einen noch höheren Schmelzpunkt von 2715°C und eine außergewöhnliche Beständigkeit gegen chemischen Angriff aufweist. Als Feuerfestmaterial mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten nahe Silizium von 10,5 × 10^-6 K^-1 eignet sich Zirkonia gut für Gießereiformen und Tiegel.

Für Anwendungen ist das Zirkoniummetall selbst in Kernreaktoren beliebt, da es einen geringen Neutroneneinfangquerschnitt und Korrosionsbeständigkeit gegen heißes Wasser aufweist. Darüber hinaus werden Zirkoniumlegierungen als Brennstoffhüllrohre in Kernreaktoren eingesetzt, da sie die Neutronenabsorption minimieren und bei hohen Temperaturen ihre Festigkeit beibehalten.

In der Zahnmedizin wird Zirkonia aufgrund seiner Biokompatibilität und mechanischen Leistungsfähigkeit breit in Zahnimplantaten und -kronen eingesetzt. In der Keramik ist Zirkonia eine entscheidende Komponente, da seine hohe Risszähigkeit die Herstellung starker, langlebiger Produkte ermöglicht.

Darüber hinaus findet Zirkonia in Sauerstoffsensoren und Brennstoffzellenmembranen Verwendung, da es aufgrund seiner Ionenleitfähigkeit - der Fähigkeit, Sauerstoffionen bei hohen Temperaturen frei zu bewegen - geeignet ist.