Во всем мире сейчас интенсивно идут поиски и внедрение более совершенных и экономичных технологий получения редких металлов, в том числе. Например, в Японии уже разработана ионообменная технология разделения циркония и гафния, которая позволит резко снизить цепы па металлический цирконий, он может стать даже дешевле титана. Это положит начало более широкому внедрению циркония и гафния во многие традиционные и новые отрасли техники, ускорив тем самым научно-технический прогресс.
Большие перспективы сулит расширение областей применения концентрата в натуральном виде: новые высокоэффективные огнеупоры, керамические изделия, стекло и другие материалы. Более масштабное их применение даст новый импульс ускорению научно-технического прогресса в металлургической, керамической, стекольной, легкой промышленности, во многих отраслях новейшей техники.
Очень важным направлением использования циркония в электротехнике является его применение в электролитических конденсаторах и выпрямителях. Как известно, обычный электролитический конденсатор изготовляется из двух полосок алюминиевой фольги: одна имеет чистовую поверхность, другая протравливается и окисляется для увеличения поверхности и создания изолирующей пленки оксида; между ними — слой слабого электролита, например борной кислоты. Перспективны конденсаторы из танталовой фольги, в них может употребляться более сильный электролит. Размеры таких конденсаторов значительно уменьшаются, они могут работать при очень низких, даже космических, температурах и имеют значительно более длительный срок службы. Все это предопределило широкое применение танталовых конденсаторов в военной, космической технике и других отраслях. Для этих же целей перспективны конденсаторы и с циркониевой фольгой, так как по своим коррозионным свойствам цирконий близок к танталу и на его поверхности быстро образуется изолирующая пленка оксида. Недостатком является более высокий (в 5-20 раз) ток утечки у циркониевых конденсаторов по сравнению с танталовыми. В этом направлении ведутся специальные исследования, и в перспективе создание малогабаритных конденсаторов с циркониевой фольгой возможно. Сейчас производство циркониевых конденсаторов уже начато.
Спеченные циркониевые покрытия обладают также повышенными термоэмиссионными свойствами, т. е. высокой излучающей способностью, что делает их весьма эффективным средством охлаждения анода. Важнейшим свойством циркониевого покрытия и компактного является то, что и тот и другой — геттеры, стеклянная стенка лампы остается прозрачной, что облегчает ее охлаждение лучеиспусканием.
Во-вторых, использование циркония в электронике обусловливается его низкой вторичной электронной эмиссией. Максимальный коэффициент эмиссии для циркония всего 1,1 при 300 В. В результате из циркония можно делать сетки ламп, для длительного действия которых очень важна их низкая вторичная эмиссия элементов. Причем можно не только использовать сетку из циркония, но покрывать (плакировать) вольфрамовые пли молибденовые сетки циркониевым порошком. Такие плакированные сетки применяются в триодах, пентодах малых размеров, в них зазор между катодом и сеткой может быть в пределах 0,1-0,38 мм.
В-третьих, высокая точка плавления и низкие давления паров циркония позволяют весьма эффективно использовать его в электронике и электротехнике в качество конструкционного материала для изготовления не только сеток различных держателей катода, защитных экранов, циркониевой проволоки.
Цирконий применяется в самых различных электронных лампах. Это объясняется следующими свойствами металла. Во-первых, способностью циркония интенсивно поглощать газы, поэтому он эффективно служит поглотителем (геттером) остаточных газов. Циркониевый геттер в электронных лампах или в других приборах работает в запаянной прогретой лампе (приборе). Он активно поглощает остаточные кислород и азот, при этом газы диффундируют внутрь металла и его поверхность делается способной поглощать новые порции газов. Угарный и -углекислый газы так же интенсивно поглощаются циркониевым геттером, по в нем с меньшей скоростью. Водород поглощается в степени, причем растворимость его в циркониевом геттере уменьшается в условиях высоких температур и низких давлений. В качестве газопоглотителя может использоваться и циркониевый порошок, наносимый на поверхность других металлов. Такой геттер работает в электронных приборах интенсивно, как и чистый цирконий. Чаще всего циркониевым порошком, состоящим из очень мелких частиц (менее 5 мкм), покрывают молибденовый анод. Для этого его обрызгивают или натирают суспензией порошка циркония в разбавленном растворе нитроцеллюлозы в амилацетате или, еще лучше, в спиртовом коллоидном растворе кремниевой кислоты. Нанесенное таким способом покрытие спекают нагреванием до 800-1300° С в вакууме. Применение порошка циркония дает большую поверхность покрытия, эффективно поглощающего газы даже при пониженной температуре.
При температуре 600-700° С цирконий активно взаимодействует с кислородом и азотом, образуя тугоплавкие и высокотвердые оксид 2тОг и нитрид. В цирконии может растворяться большое количество кислорода с образованием твердого раствора и без структуры диоксида циркония. Нагретые до 1000 С в атмосфере воздуха или кислорода, образцы компактного металла воспламеняются самопроизвольно, а порошкообразный цирконий может самовозгораться при значительно более температурах. Получение, транспортировка работа с порошком, способным самовозгораться и взрываться, сопряжены с большими опасностями и требуют специальных мер предосторожности.
Однако для целого ряда химических и аналогичных производств отдельные детали и узлы аппаратов из металлического применяются достаточно широко. В качестве примеров можно привести кислородные заводы, где из пего делаются детали центрифуг, насосов, вентилей, клапанов, диафрагм, конденсаторов, теплообменников, контейнеров и другой аппаратуры. Детали из циркония используются в оборудовании пищевой и фармацевтической промышленности. В гальванотехническом производстве цирконий используется для облицовки баков, травления, других аппаратов, а также при изготовлении трубок для 20%-пой серной кислоты, содержащей соединения.
В текстильной промышленности используются циркониевые фильеры для производства искусственного шелка.