性質(zhì)鋯的原子量為91.22。外層電子結(jié)構(gòu)為ztdz5s。。熔點1852℃。沸點4400℃。密度6.49g/cm3(20℃)。鋯鐵系相圖見一FN。鋯與鐵生成穩(wěn)定的化合物FeZr2(45.1%zr),熔點1650℃,F(xiàn)e—Zr系內(nèi)有兩個共晶體。在16%Zr時共晶熔點為1330℃;在84%Zr時共晶熔點約為940℃。鋯與硅生成多種硅化鋯。有Zr:Si(Si13.65%),ZrSi3(Si15.55%),ZrSi(Si23.55%)和ZrSi2(si38.12%)等。商品鋯硅鐵的密度約3.5g/cm3,熔化溫度范圍為1260~1345℃。
鋯對苛性堿的耐蝕性超過了鉭、鈮、鈦,還有像四氟乙烯、石墨、玻璃等也不耐強堿腐蝕,這是其特的特性。鋯在所有濃度直至沸騰溫度的苛性堿溶液都耐腐蝕。但熔融堿中有輕微腐蝕。如鋯在沸騰的NaOH溶液中,U形彎曲試樣表明:溫度從150℃升高至300℃,含量從50%升至85%,實驗二十天后未出現(xiàn)裂紋,并保持原有延展性。
鋯在金屬氯化物溶液中的腐蝕性為取決于氯化物溶液的性質(zhì)。對氧化性的金屬氯化物,鋯通常不耐蝕,如氯化鐵和氯化銅,即使5%的含量,100℃也會產(chǎn)生腐蝕脆化,但對還原性的、氯化錫、氯化錳、氯化鎳、、氯化鋅、、以及海水中是耐蝕的。鋯在25%氯化鋁在沸騰的大于55%的氯化鈣中不耐蝕。在高溫酸性氯化物溶液中,鋯不會產(chǎn)生縫隙腐蝕。在沸騰的42%MgCL2溶液中,U形彎曲試樣不發(fā)生開裂,這在常用金屬中是很難得的性能。
鋯在其他介質(zhì)中的耐蝕性
在高溫高壓的尿素合成條件下,鋯及其耐蝕。
在許多有機化學(xué)聚合物、偶氮染料、生產(chǎn)介質(zhì)中,鋯也具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性。如在熱傳導(dǎo)介質(zhì),包括氯聯(lián)苯、異丙聯(lián)苯等混合物料試驗中,鋯的腐蝕率在所有情況下為零。但如果介質(zhì)中存在氫,則鋯會吸氫。若有機介質(zhì)中含有水,鋯表面氧化膜的完整,將會減少氫的吸收。
鋯在300~400℃時不被大多數(shù)氣體(CO、CO2、SO2、C3H8、N2、水蒸氣和蒸氣)所腐蝕。當(dāng)鋯在空氣中加熱至425℃時,會嚴(yán)重起皮。至540℃與氧反應(yīng)生成白色氧化鋯。超過704℃,鋯吸氫變脆。加熱至1000℃,會自然。鋯在氮氣氣氛中,400℃開始緩慢反應(yīng),800℃后激烈反應(yīng)。真空退火不能除去鋯中的氧和氮氫易溶于鋯,溶解度隨著溫度升高而急劇。鋯在300~400℃開始相對吸氫。吸氫后造成鋯的“氫脆”。但氫能通過1000℃的真空退火而予以消除。鋯與氧、氮、氫有較大親和力的性質(zhì)與鈦相似