Zirconium - Définition

Usages

Secteur de l'industrie nucléaire et des déchets radioactifs

• Le zirconium est utilisé pour fabriquer la gaine des « crayons » de pastilles de combustibles fissiles introduits dans les réacteurs à eau pressurisée de centrale nucléaire. Il s'agit alors d'un alliage de zirconium purifié (notamment épuré du hafnium présent dans le minerai naturel à des concentrations situées entre 1 et 3 %). Cette utilisation représenterait 90 % de la production.
• Pour ses propriétés physico-chimiques (résistance à la corrosion, résistance à l'irradiation, grande pénétrabilité des neutrons lents, conservation des propriétés à haute température), ce métal est utilisé dans l'industrie nucléaire ou chimique, sous forme d'alliages tels que le Zircaloy (avec de l'étain, du fer et du chrome) ou de verre de zircon employé pour le confinement en sarcophage de déchets radioactifs (par ex. du plutonium). Selon les recherches actuelles, ce type de sarcophage pourrait contenir la radioactivité au moins 2000 ans, ce qui est encore loin du minimum de 100 000 ans requis pour les déchets radioactifs les plus dangereux.

Revêtement réfractaire

Pour protéger la paroi intérieure de fours et de réacteurs (chimiques).

Faux diamant

L'oxyde de zirconium appelé zircone ou en:baddeleyite permet de fabriquer des imitations de diamant (un peu moins éclatant).

L'orthosilicate de zirconium (hyacinthe ou zircon) était déjà utilisé par les anciens Égyptiens notamment pour des bijoux en forme du dieu scarabée, Khepri, symbole de la fertilité.
Il est aujourd'hui notamment utilisé en traitement de surface de verres de lunette, contre les rayures.

Attention de ne pas confondre zircon (silicate de zirconium) et zircone (zirconia ou oxyde de zirconium).

Prothèse Dentaire

Le zirconium, par ses propriétés mécaniques, son excellente biocompatibilité et son rendu esthétique, est un matériau de choix pour l'élaboration de restaurations dentaires de grande qualité. Les armatures contenant du zirconium, légèrement translucides, sont parfois jugées plus esthétiques car un peu moins visibles que les armatures métalliques classiques. Les forces de Van Der Waals assurent une cohésion aussi efficace de la céramique sur le zirconium que sur un support métallique.
Du zirconium peut être utilisé pour les couronnes unitaires, les bridges, les reconstitutions intracoronaires (inlay core), les facettes esthétiques.
Selon les différentes marques, il reste après le fraisage, et avant de procéder au montage de la céramique, une étape de sintérisation ou de frittage dans des fours spéciaux.

Le zirconium rentre dans la fabrication de piliers d'implants dentaires qui sont fraisés par ordinateur ou par copie manuelle.

Il semble être le seul matériau à n'offrir aucune adhérence à la plaque dentaire (ce qui laisse penser qu'il pourrait avoir des propriétés biocides).

Sonde à oxygène

Les sondes de mesure de la teneur en oxygène associées aux catalyseurs des moteurs à essence sont à base d'oxyde de zirconium, dopé à l'yttrium. Ces sondes sont également utilisées dans les fours de traitement thermique des métaux (cémentation et carbonitruration) pour en déduire par calcul le potentiel carbone de l'atmosphère du four.

Métallurgie

Le zirconium est un anti-recristallisant fréquemment utilisé dans certains alliages d'aluminium.

Coutellerie

L'oxyde de zirconium est aussi utilisé en coutellerie pour la fabrication de couteaux céramiques dont les lames plus légères et plus résistantes aux acides et à la chaleur conservent leur tranchant plus longtemps. La première lame céramique aurait été produite en 1984 par le groupe Kyocera.

Autres

Il est également utilisé en tant que pigment, additif et réactif dans l'industrie métallurgique, en tant que composant dopant de supraconducteurs, dans des composés céramiques (dont PZT) ou certains implants utilisés en orthopédie du fait de sa bonne tolérance par l'organisme humain.

Le zirconium est également utilisé comme « getter », c'est-à-dire comme piège à gaz rémanent, dans les tubes électroniques sous vide.