Zirconium

概要

ジルコニウム（Zirconium）は、原子番号40、元素記号Zrで表される遷移金属元素です。銀白色の光沢を持ち、展性- 延性に富みます。化学的性質は同族のハフニウム（Hf）と非常によく似ており、天然では常に共存しています。また、チタン（Ti）とも性質が似ています。優れた耐食性と、低い熱中性子吸収断面積を持つことが特徴です。

主な用途

• 原子力材料: ジルコニウム（及びハフニウムを分離除去したジルコニウム合金、総称して「ジルカロイ」）は、熱中性子を吸収しにくい性質と、高温高圧水環境下での優れた耐食性、強度を持つことから、原子力発電所の核燃料被覆管や燃料集合体の構造材として広く利用されています。これがジルコニウムの最大の用途です。
• 耐食合金- 化学装置: 酸やアルカリ、海水などに対する極めて高い耐食性を活かし、厳しい腐食環境下で使用される化学プラントの反応容器、熱交換器、配管、バルブなどの材料として利用されます。
• ジルコニア (ZrO2): 酸化ジルコニウム（ジルコニア）は、高い強度、靭性、耐熱性、耐摩耗性、イオン伝導性などを持つセラミックス材料です。歯科用インプラントや審美修復材、セラミックナイフ、人工関節、各種耐熱- 耐摩耗部品、酸素センサー、固体酸化物形燃料電池（SOFC）の電解質、模造ダイヤモンド（キュービックジルコニア）など、極めて多様な用途があります。
• その他: 合金添加剤、鋳造用砂型（ジルコンサンド）、耐火物、真空管のゲッター材など。

資源と市場

主な鉱石はジルコン（ZrSiO4）やバデライト（ZrO2）です。オーストラリア、南アフリカなどが主要な産出国です。原子力用途向けには、中性子を吸収しやすいハフニウムを分離除去するプロセスが不可欠となります。需要は原子力発電の動向や、ジルコニアセラミックスの需要などに影響されます。

ジルコニウムは、特に原子力分野と高機能セラミックス分野で欠かせない金属材料です。