اکسیداسیون آلیاژ زیرکونیوم چگونه صورت می گیرد؟
آلیاژ زیرکونیوم
در حالی که هیچ اتفاق نظری در مورد اینکه آیا زیرکونیوم و آلیاژ زیرکونیوم دارای سرعت اکسیداسیون یکسانی هستند وجود ندارد، زیرکالوی ۲ و ۴ از این نظر بسیار مشابه رفتار می‌کنند. اکسیداسیون با سرعت یکسان در هوا یا در آب اتفاق می‌افتد و در شرایط محیطی یا در خلاء زیاد ادامه می‌یابد. یک لایه نازک زیر میکرومتری از دی‌اکسید زیرکونیوم به سرعت در سطح تشکیل می‌شود و انتشار بیشتر اکسیژن به قسمت عمده و اکسیداسیون بعدی را متوقف می‌کند. وابستگی نرخ اکسیداسیون R به دما و فشار را می‌توان به صورت زیر بیان کرد. آلیاژ زیرکونیوم
یکی از معایب زیرکونیوم فلزی این است که در صورت از دست دادن تصادفی مایع خنک‌کننده در یک راکتور هسته ای، روکش زیرکونیوم به سرعت با بخار آب در دمای بالای . اکسیداسیون زیرکونیوم توسط آب با آزاد شدن گاز هیدروژن همراه است. این اکسیداسیون در دماهای بالا تسریع می‌شود، به عنوان مثال در داخل یک هسته راکتور اگر مجموعه‌های سوخت دیگر به‌طور کامل توسط آب مایع پوشیده نشده و به اندازه کافی خنک نشده باشند. سپس زیرکونیوم فلزی توسط پروتون‌های آب اکسید می‌شود تا گاز هیدروژن را مطابق واکنش ردوکس زیر تشکیل دهد: آلیاژ زیرکونیوم
خنک‌سازی آب آلیاژهای زیرکونیوم راکتور، نیاز به مقاومت آن‌ها در برابر خوردگی گره‌ای مرتبط با اکسیداسیون را افزایش می‌دهد. علاوه بر این، واکنش اکسیداتیو زیرکونیوم با آب ، گاز هیدروژن آزاد می‌کند که تا حدی به آلیاژ پخش می‌شود و هیدریدهای زیرکونیوم را تشکیل می‌دهد. هیدریدها چگالی کمتری دارند و از نظر مکانیکی ضعیف تر از آلیاژ هستند. تشکیل آنها منجر به تاول زدن و ترک خوردن روکش می‌شود - پدیده ای که به نام تردی هیدروژنی شناخته می‌شود.
تیتانیوم هیدرید
اسفنج فلز تیتانیوم که اغلب تیتانیوم خالص است، شکل پذیری بالایی دارد که این امر موجب دشواری فرایند تولید پودر می شود. یکی از راه حل‌های رایج استفاده از فرایند هیدروژن‌دهی-هیدروژن‌زدایی است.‌ نفوذ عامدانه هیدروژن به اسفنج تیتانیوم منجر به تشکیل تیتانیوم هیدرید می شود. از آنجایی که تیتانیوم هیدرید یک فاز سخت و شکننده است؛‍‌‌منجر به سهولت تولید پودر توسط آسیاب کردن آن اسفنج تیتانیومی می شود. بعد از تولید پودر مطلوب، آن را هیدروژن زدایی کرده تا مجدداً تیتانیوم خالص حاصل شود. از پودر تیتانیوم هیدرید می‌توان برای تولید پودرهای آلیاژی اسفاده کرد. برای این کار پودر تیتانیوم هیدرید را با پودر فلز آلومینیوم مخلوط می‌کنند تا یک پودر یکنواخت حاصل شود. در نهایت این ترکیب به مرحله ی تف‌جوشی و متالورژی پودر، برای تولید محصولات فشرده می‌رود. آلومینیوم هیدرید سدیم
هیدرید های فلزی پیچیده با فرمول عمومی ABH4 که A=Alkali metal و B عناصر گروه سوم مانند AL-B -Ga می باشند بررسی های دقیق تر با استفاده از تجزیه و تحلیل توسط TGA-DSC-XRD نشان میدهد که هیدروژن طی چند مرحله آزاد میشود . واکنش (1) در دمایی حدوداً بین 210 تا 220 درجه سانتی گراد اتفاق می افتد و واکنش (2) در دمایی حدود 250 درجه سانتی گراد رخ می دهد و مقادیر فشار در دو واکنش بالا به ترتیب 15.4 و 2.1 می باشد . برگشت ناپذیری این واکنش , ناپایداری هیدرید و سینتیک کند واجذب به این معنا است که این ماده بعنوان یک ماده ذخیره ساز امیدوار کننده به حساب نمی‌آید و در اواسط دهه1990 هنگامی که بوگدانوویچ و همکارانش اثر قابل توجهی از افزودنی TiCL3 مشاهده کردند شکافی در این حوزه به وجود آمد . پس از این کار مقدماتی , بسیاری دیگر از آلایشگر های مؤثر از قبیل ScCL3 - CeCL3 معرفی شد . ترکیبات آلومینیوم
آلومینیوم با نافلزات تحت دمای بالا واکنش نشان می‌دهد که در نتیجه ترکیباتی مانند نیترید آلومینیوم (AlN)، سولفید آلومینیوم (AlS و هالیدهای آلومینیوم (ALX همچنین طیف وسیعی از ترکیبات بین فلزی شامل فلزاتی از هر گروه جدول تناوبی را تشکیل می‌دهد. آلومینیوم دارای میل شیمیایی بالایی به اکسیژن است که آن را برای استفاده به عنوان یک عامل کاهنده در واکنش ترمایت مناسب می‌کند. پودرهای ریز فلز آلومینیوم در تماس با اکسیژن مایع واکنش انفجاری می‌دهند. با این حال، در شرایط عادی، آلومینیوم یک لایه اکسید نازک تشکیل می‌دهد که از فلز در برابر خوردگی بیشتر به وسیله اکسیژن، آب یا اسید رقیق محافظت می‌کند. به این فرایند غیرفعال‌سازی می‌گویند. این لایه در تماس با جیوه به علت ادغام شدن یا در تماس با نمک برخی از فلزات با الکترونگاتیویتی مثبت از بین می‌رود. به این ترتیب، قوی‌ترین آلیاژهای آلومینیوم به دلیل واکنش‌های گالوانیکی‌ای که با مس آلیاژی می‌دهند مقاومت به خوردگی پایین‌تری دارند، همچنین مقاومت به خوردگی آلومینیوم توسط نمک‌های آبی، به‌ویژه در حضور فلزات غیرمشابه، بسیار کاهش می‌یابد. علاوه بر این، اگر چه واکنش آلومینیوم با آب در دمای کمتر از ۲۸۰ درجه سانتیگراد برای تولید هیدروژن مورد توجه است، کاربرد تجاری این واقعیت در دور زدن لایه اکسید غیرفعال که واکنش را مهار می‌کند و در ذخیره انرژی مورد نیاز برای بازسازی فلز آلومینیوم چالش‌هایی دارد. اکسایش پینیک
اکسایش پینیک یک واکنش آلی است که می‌توان توسط آن آلدهیدها را به کربوکسیلیک اسیدهای متناظر اکسید کرد. این واکنش تحت شرایط اسیدی خفیف و با استفاده از سدیم کلریت (NaClO) انجام می‌پذیرد. دی‌برید زیرکونیم
این روش نیاز به افزودن تدریجی بور دارد به این خاطر که بور در حین فرآیند احیاء کاربید بور اکسایش می­‌شود. همچنین ZrC به عنوان محصول واکنش مشاهده شد اما اگر واکنش با 20_ 25 درصد BC اضافی انجام گردد، فاز ZrC محو می شود و فقط ZrB باقی می‌ماند. آلیاژ زیرکونیوم
بنابر این میزان اکسیداسیون R، ده به قوه منفی ۲۰ گرم بر متر مربع سطح بر ثانیه در ۰ درجه سانتی‌گراد، شش در ده به قوه منفی هشت (همان واحد) در سی‌صد درجه سانتی گراد، ۵٫۴ میلی‌گرم بر متر مربع. ثانیه در ۷۰۰ درجه سانتی‌گراد و سی‌صد میلی‌گرم بر مترمربع. ثانیه در ۱۰۰۰ درجه سلسیوس است. از آنجا که هیچ آستاه مشخصی برای اکسیداسیون وجود ندارد، در مقیاس ماکروسکوپی در دماهای چندصد درجه قابل توجه می‌شود. تیتانیوم
ابتدا به لقمه تیتانیومیِ آماده شده (می‌تواند خروجیِ فرایند فورج باشد) حرارت داده می‌شود. در حین عملیات حرارت‌دهی و جابه‌جایی برای فرایند اکستروژن لایه‌ای اکسیدی در فاز آلفا بر روی سطح لقمه تشکیل می‌شود که برای فرایند اصلاً مطلوب نیست؛ لذا با غوطه‌ور کردن لقمه درست قبل از فرایند اکستروژن در موادی حاوی شیشه، لایهٔ نامطلوب زدوده شده و لایه‌ای از جنس شیشه به آن اضافه می‌شود. این کار به دلیل آن است که قابلیت شکل‌پذیری و ماشین‌کاری بر روی تیتانیوم افزایش یابد و نیز برای اینکه شیشه در طول فرایند نقش روان‌کننده را بازی کند. دمای فرایند بین ۸۰۰ و ۱۱۵۰ درجه سلسیوس است. چنانچه دمای فرایند بیش از ۱۰۰۰ درجه سلسیوس باشد پوشش شیشه‌ای لازم می‌شود چنان‌که برای اکستروژن تیتانیوم Ti-6Al-4V، فرایند در دمایی حدود ۱۱۵۰ درجه سلسیوس (۲۱۰۰ درجه فارنهایت) با پوشش شیشه انجام می‌گیرد. اگر دما بیش از حد نیاز باشد بروز عیوب و ترک در سطح لقمه پیش می‌آید و چنانچه دما کمتر از حد لازم باشد امکان عدم عبور یا عبور صحیح از دهانه قالب وجود دارد. برای هرچه بهتر انجام شدن فرایند، از اکستروژن تک قالبه و تک لقمه استفاده می‌شود. در این صورت هم کیفیت سطح ارتقا می‌یابد و هم تغییر شکلِ قطعه به قطعه کاهش می‌یابد. مراحل تولید آلومینیوم
برای خالص سازی از سود سوز آور (NaOH) استفاده می‌کنند. به این صورت که، پودر بوکسیت را در دمای بالا به داخل محلول سودِ سودآور در فشار بالا حدود ۴ اتمسفر می‌ریزند و اجازه می‌دهند واکنش اتفاق بیفتد در این فرایند تنها جزئی از بوکسیت که وارد واکنش می‌شود آلومینیوم است. به این فرایندdigestion می‌گویند. بعد از این فرایند وارد مرحله بعدی که مخزن‌های بسیار بزرگی وجود دارد می‌شود. در این مخزن‌ها دمای محلول را پایین می‌آورند و اجازه می‌دهند تمام عناصر ته‌نشین شوند و تنها آلومینیوم ترکیب شده روی سطح باقی می‌ماند. بعد از خارج کردن ناخالصی‌ها و انجام واکنش به صورت برعکس (فشار پایین + دما پایین)، اکسید آلومنیوم ایجاد می‌شود که به صورت پودرمرطوب می‌باشد. این پودر مرطوب را درون کوره‌های بلند که عموماً به صورت افقی هستند می‌ریزند و همزمان با حرارت دادن همراه با شیب ملایمی که کوره دارد، پودر خشک شده و خالص اکسید آلومینیوم از انتهای کوره خارج می‌شود. همین پودر ماده اولیه تولید آلومینیوم می‌باشد. سرامیک
زیرکنیا نسبت به اکثر فلزات بی اثر است و استحکام خود را تا ۲۲۰۰ درجه سلسیوس حفظ می‌کند. زیرکنیای نیمه پایدارشده ویژگی‌های زیرکنیا را، یعنی مقاومت در برابر شوک حرارتی، سایش و خوردگی، هدایت حرارتی کم، و ضریب اصطکاک کم را با استحکام و چقرمگی بیشتری که با آلایش ماده با اکسیدهای کلسیم، ایتریوم یا منیزیم ایجاد می‌شود، ترکیب می‌کند. زیرکنیای سفت شده تبدیلی (Transformation-toughened zirconia) حتی چقرمگی بیشتری به دلیل فازهای ثانویه پراکنده شده در سرتاسر زمینه از خود نشان می‌دهد. وقتی یک ترک به فاز کم ثبات نزدیک می‌شود، به یک ساختار پایدارتر تبدیل شده و با افزایش حجم جلوی گسترش ترک را می‌گیرد. آلومینا زیرکونیا
آلومینای خالص دارای تافنس پایین، استحکام مکانیکی پایینی و رسانایی گرمایی پایینی است. افزودن 2 تا 10 % زیرکنیا به آلومینا می‌تواند به‌طور قابل توجهی تافنس و مقاومت به شوک حرارتی را بهبود دهد. این روش تقویت آلومینا بر اساس استحالهٔ آلوتروپیک و ایجاد فاز مونوکلینیک به وجود می آید. این استحاله با سرد شدن نمونه و افزایش حجمی رخ می‌دهد. اگر دانه‌های زیرکونیا بسیار ریز باشند(کوچک تر از 0.3 میکرون) و به خوبی در آلومینا پراکنده شده باشند، این استحاله موجب تشکیل نیروهای فشاری در زمینهٔ آلومینا می‌شود. وقتی یک ترک تشکیل می‌شود و گسترش می یابد، آزادسازی نیروهای فشاری که به دلیل اشاعهٔ ترک ایجاد می‌شود، موجب می‌شود تا فاز شبه پایدار تشکیل شده، به فاز مونوکلینیک تبدیل شود. این تبدیل با انبساط همراه است و موجب می‌شود تا با تشکیل نیروهای فشاری، اشاعهٔ ترک محدود گردد. این استحاله‌ها موجب می‌شود تا در کل تافنس ماده بهبود یابد. سرامیک‌های آلومینا-زیرکنیا به دلیل خواصی که هنگام تشکیل کامپوزیت حاصل می‌شود ضرورتاً برای برشکاری منقطع چدن و فولاد مورد استفاده قرار می‌گیرد. آلومینا زیرکونیا
نکته ای که باید به ان توجه کرد این است که در ساخت برخی مواد کامپوزیتی امکان وجود دو مرحله وجود دارد، مرحله اول تولید پودر با خلوص بالای مواد سازنده و پایه‌های ساختار کامپوزیت است و مرحله دوم ساخت قطعات کامپوزیتی با شکل و فرم مورد نظر از پودرهای اولیه. بنابراین روش سل ژل و یا روش الیاژ سازی مکانیکی (خردایش ذرات و خالص سازی با شستشو یا روش‌های دیگر) منجر به تولید ذرات ریز و با خلوص بالای الومینا و زیرکونیا گردیده که در سل ژل مخلوط پودرها با هم حاصل می‌شود و در روش کانیکی پس از خالص سازی پودرها با هم مخلوط شده و در نهایت در هر دو روش نیاز به زینتر مخلوط پودرها جهت دستیابی به قطعه با دانسیته نزدیک به دانسیته تئوری است . زیرکونیوم کاربید
مقاومت ضعیف در برابر اکسیداسیون بیش از ۸۰۰ درجه سانتیگراد، کاربردهای ZrC را محدود می‌کند. یکی از راه‌های بهبود مقاومت در برابر اکسیداسیون ZrC ساخت کامپوزیت است. کامپوزیت‌های مهم پیشنهادی کامپوزیت ZrC-ZrB و ZrC-ZrB-SiC هستند. این کامپوزیت‌ها می‌توانند تا دمای ۱۸۰۰ درجه سانتیگراد کار کنند. کاربید زیرکونیوم بدون هافنیوم و کاربید نیوبیوم می‌توانند به عنوان پوشش نسوز در راکتورهای هسته ای استفاده شوند. به دلیل سطح مقطع جذب نوترون کم و حساسیت ضعیف به آسیب تحت تابش، به عنوان پوشش دی‌اکسید اورانیوم و ذرات دی‌اکسید توریم سوخت هسته ای استفاده می‌شود. این پوشش معمولاً با رسوب بخار شیمیایی حرارتی در یک راکتور بستر سیال رسوب می‌کند. این ماده همچنین دارای انتشار و ظرفیت جریان بالا در دمای بالا است و آن را به عنوان ماده امیدوار کننده ای برای استفاده در رادیاتورهای حرارتی فتووالتائیک و نوارها و آرایه‌های ساطع کننده میدانی ارائه می‌دهد. زیست سازگاری تیتانیوم
در انفعال سطحی تیتانیوم فیلم اکسید به صورت طبیعی تشکیل می‌شود. این فیلم اکسید تحت تابعی از زمان حضور در محیط بدنی ناهمگن و قطبی خواهد شد. همچنین مورد اشاره شده سبب جذب سطحی گروه هیدروکسیل‌ها، لیپوپروتئین‌ها و گلیکوالیپیدها در این زمان خواهد شد. جذب این ترکیبات سبب تغییر در برهمکنش ایمپلنت با بدن و بهبود زیست سازگاری آن می‌شود. در آلیاژهای تیتانیوم از جمله آلومینیوم-زیرکونیوم و آلومینیوم-نئوبیوم، یون‌های زیرکونیوم و نئوبیوم که به علت خوردگی آزاد می-شوند، در بدن بیمار آزاد نمی‌شود، بلکه به لایه غیرفعال اکسیدی اضافه می‌شود. عناصر آلیاژی در لایه غیرفعال اکسیدی می‌تواند سبب زیست‌سازگاری بیشتر و مقاومت به خوردگی شود که درجه تأثیر آن به اصلی‌ترین عنصر آلیاژی مقاوم به خوردگی وابسته است. اورانیوم
فرایند سانتریفیوژ گازی که در آن هگزافلوراید اورانیوم گازی (UF6) با اختلاف وزن مولکولی بین 235 UF6 و 238 UF6 با استفاده از سانتریفیوژ سرعت بالا ازهم جدا می‌شوند، ارزان‌ترین و پیشرو فرایند غنی سازی است. فرایند انتشار گاز روشی پیشرو برای غنی سازی بوده و در پروژهٔ منهتن مورد استفاده قرار گرفته‌است. در این فرایند، اورانیوم هگزافلوراید مکرراً از میان یک غشا نقره - روی پراکنده شده و ایزوتوپ‌های مختلف اورانیوم بوسیلهٔ سرعت نفوذ از هم جدا می‌شوند (از آنجا که اورانیوم-۲۳۸ سنگین تر است کمی آهسته‌تر از اورانیوم-۲۳۵ نفوذ می‌کند). روش جداسازی ایزوتوپ لیزر مولکولی از یک پرتو لیزری با انرژی معین برای قطع پیوند بین اورانیوم-۲۳۵ و فلوئور استفاده می‌کند. این جدایی، اورانیوم-۲۳۸ را به فلوئور پیوند می‌دهد و به فلز اورانیوم-۲۳۵ اجازه می‌دهد تا از محلول رسوب کند. یک روش غنی سازی جایگزین لیزر به عنوان جداسازی ایزوتوپ لیزر بخار اتمی (AVLIS) شناخته شده‌است و از لیزرهای قابل تنظیم مرئی مانند لیزرهای رنگی استفاده می‌کند. روش دیگری که استفاده می‌شود، انتشار حرارتی مایع است. خوردگی آلیاژهای آلومینیوم
آنودایز کردن با غوطه ور کردن آلومینیوم در یک حمام الکترولیت اسیدی و عبور جریان الکتریکی از آن انجام می‌شود. در داخل حمام الکترولیت یک کاتد نصب شده و آلومینیوم به عنوان آند عمل می‌کند، به همین دلیل از داخل محلول الکترولیت یون‌های اکسیژن آزاد شده و با اتم‌های روی سطح آلومینیوم ترکیب می‌شوند. در نتیجه، آنودایز کردن نوعی فرایند کاملاً کنترل شده اکسایش است، که در طبیعت به صورت خودکار و بسیار آهسته اتفاق می‌افتد. جوشکاری با پرتو الکترون
در آلیاژهای مصرفی در صنایع هسته ای و برای تولید جوش‌های باریک استفاده می‌شود. بهترین آلیاژ جوش پذیر زیرکونیوم، ۲-Zircally است و حداکثر ضخامت قطعات اتصال داده شده in ۲ می‌باشد. نسبت ارتفاع به پهنای جوش بالاتر از ۲ قابل دسترسی است. استحکام کششی بالاتر نسبت به فلز پایه و انعطاف‌پذیری حداقل برابر فلز پایه قابل دست یابی است. دی‌اکسید زیرکونیوم
زیرکن از زیرکونیا سخت‌تر بوده و به روش سل ژل برای تهیهٔ ساینده با کیفیت بالا مصرف می‌شود. اکستروژن فشاری تناوبی آلیاژ منیزیم
۳)زمانی که آلیاژ ریخته‌گری شده Zk60 در معرض عملیات حرارتی محلول در دمای ۴۰۰ درجه سانتی گراد برای ۱۰ ساعت قرارگرفت و بعد پیرسازی مصنوعی در دمای ۲۰۰ درجه سانتی گراد برای زمان‌های مختلف قرار گرفت مقدار ذرات رسوب کرده در بازه ۱۵–۲۰ ساعت به مقدار پیک خودش می‌رسد و بعد از آن مقدارش کاهش پیدا می‌کند. آلومینا زیرکونیا
افزایش حجم و کرنش برشی حاصل از تغییر فاز تتراگونال زیرکونیا سبب مکانیزم‌های چقرمگی مختلفی در این کامپوزیت‌ها می‌گردد از جمله: تنش القایی ناشی از تغییر فاز، ایجاد میکرو ترک‌ها، ایجاد تنش فشاری در سطح و انحراف ترک. دو مکانیزم اول مکانیزم‌های اصلی افزایش چقرمگی در کامپوزیت‌های الومینازیرکونیا می‌باشند. واکنش اکسایش و کاهش آلی
یک گروه عاملی ساده می‌تواند برای افزایش درجهٔ اکسایش تنظیم شود. عددهای اکسایش تقریبی اند: متان اکسید می‌شود و به کربن دی‌اکسید تبدیل می‌گردد چون از عدد اکسایش از -۴ به +۴ می‌رسد. از جمله کاهش‌های سنتی می‌توان به کاهش آلکن به آلکان و اکسایش‌های سنتی به اکسید کردن الکل به آلدهید اشاره کرد. در اکسایش، الکترون‌ها برداشته می‌شوند چگالی الکترونی مولکول کاهش می‌یابد و در کاهش، چگالی الکترونی هنگامی افزایش می‌یابد که الکترونی به مولکول افزوده شود. همیشه این نامگذاری برای مولکول آلی صورت می‌گیرد برای نمونه معمول است که بگوییم کاهش کتون توسط لیتیم آلومینیوم هیدرید اما نمی‌گوییم اکسایش لیتیم آلومینیوم هیدرید توسط کتون. در بسیاری واکنش‌های اکسایش یک اتم هیدروژن از مولکول آلی برداشته می‌شود و در برگشت کاهش یک هیدروژن به مولکول آلی افزوده می‌شود. نمونه واکنش‌های آلی که می‌تواند در یک پیل الکتروشیمیایی روی دهد الکترولیز کلبه است. آلومینیوم مونوکلرید
آلومینیوم مونوکلرید هالید فلزی با فرمول AlCl است. آلومینیوم مونوکلرید به عنوان یک مولکول از نظر ترمودینامیکی فقط در دمای بالا و فشار کم پایدار است. این ترکیب به عنوان یک مرحله در فرایند الکان برای ذوب آلومینیوم از آلیاژ غنی از آلومینیوم تولید می‌شود. هنگامی که آلیاژ در رآکتور قرار می‌گیرد دمای ان ۱۳۰۰ درجه سانتیگراد و مخلوط با تری کلرید آلومینیوم، یک گاز منوکلرید آلومینیوم تولید می‌شود. آلیاژ زیرکونیوم
این واکنش گرمازا، اگرچه فقط در دمای بالا رخ می‌دهد، شبیه واکنش فلزات قلیایی (مانند سدیم یا پتاسیم) با آب است. همچنین شباهت زیادی به اکسیداسیون بی هوازی آهن توسط آب دارد (واکنشی که آنتوان لاووازیه در دمای بالا برای تولید هیدروژن برای آزمایشات خود استفاده کرد). دی‌اکسید زیرکونیوم
ویژگی‌های خاص زیرکونیا که موجب استفاده از آن درکاربردهای متنوعی می‌شود عبارتند از: مدول الاستیک زیرکونیا بسته به ترکیب شیمیایی، دانسیته و ریزساختار آن از ۱۵۰–۲۵۰ گیگا پاسکال، استحکام شکست از ۴۵۰ تا ۹۰۰ مگا پاسکال، چقرمگی از ۵ تا 13 MPam و سختی آن ۷ تا ۸ موس تغییر می‌نماید. زیرکونیا به دلیل فشار بخار پایین آن نسبت به سرامیک‌های هم خانواده خود چون آلومینا معمولاً از مقاومت به خوردگی بالاتری برخوردار است. اما مقاومت به شوک حرارتی آن به خصوص در دماهای بالاتر از ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد به دلیل استحاله فازی پایین می‌باشد. زیرکونیا در برابر اسیدها (HCL و HNO) ضعیف بوده و واکنش پذیری آن با اسیدها نسبت به قلیایی‌ها سریع تر است. در تماس با کربن، نیتروژن و هیدروژن در دمای ۲۲۰۰ تجزیه شده و تشکیل کاربید، نیترید یا هیدرید می‌دهد. وجود فشار بخار آب یا اتمسفر مرطوب موجب می‌شود تا تحول فازی تتراگونال به منوکلینیک از دمای ۱۰۰ درجه سانتی گراد به‌طور خود به خود صورت گیرد. زیرکونیا به دلیل استحاله فازی می‌تواند به واسطه مکانیزم‌های مختلفی چون انحراف مسیر ترک، ایجاد تنش‌های فشاری بر لب‌های ترک و ایجاد ریز ترک‌ها انرژی گسترش ترک را افزایش داده و باعث کند شدن رشد ترک بشود. به این ترتیب حضور زیرکونیا به عنوان فاز ثانویه در سرامیک‌های مختلف باعث افزایش چقرمگی می‌شود. فولادسازی
فولادسازی به روش اکسیژن قلیایی روشی در فولادسازی اولیه است که در آن، آهن چدن پرکربن به فولاد تبدیل می‌شود. دمش اکسیژن از درون آهن چدن باعث کاهش درصد کربن آلیاژ شده و آن را به فولاد تبدیل می‌کند. این فرایند به دلیل طبیعت شیمیایی مواد نسوز (کلسیم اکسید و منیزیم اکسید) مورد استفاده در آستر مخزن برای جلوگیری از سوختگی، و خواص خورنده فلز مذاب و سرباره آن، «قلیایی» نامیده می‌شود. زیرکونیوم نیترید
زیرکونیوم نیترید با فرمول شیمیایی ZrN یک ترکیب شیمیایی است. که جرم مولی آن ۱۰۵٫۲۳ g/mol می‌باشد. شکل ظاهری این ترکیب، بلورهای دستگاه بلوری چهارگوشه خاکستری است. دی‌اکسید زیرکونیوم
در اواسط دهه ۱۹۵۰ میلادی محلول جامد سرب-زیرکونیا-تیتانات (PZT) به‌طور گسترده برای خواص پیزوالکتریک معرفی و استفاده شد که از ۹۹/۷٪ زیرکونیا، تیتانیا و سرب مونوکسید شکل گرفته بود. خواص پیزوالکتریک با اعمال کردن میدان الکتریکی بزرگ در دمای ۱۰۰ تا ۲۰۰ درجه سانتی گراد و سرد کردن تا دمای اتاق هنگامی که همچنان میدان اعمال می‌شود اندازه‌گیری می‌شود. کربن‌زدایی
یک فرایند فولاد ثانویه (به هر فرایندی اطلاق می‌شود که پس از ساخت اولیه فولاد انجام می‌شود. فولاد ثانویه عموما گزینه ارزان‌تری نسبت به فولاد اولیه است) است که قبلاً برای پالایش فولاد ضدزنگ یعنی کاهش محتوای کربن استفاده می شد. اکنون به طور گسترده برای تولید فولاد ULC (فوق العاده کم کربن) استفاده می شود.این فرآیند بر اساس اصل لوشاتلیه انجام می‌گیرد. اکسیژن دمیده شده درون حمام فولاد مذاب با کربن واکنش می‌دهد و باعث تولید کربن مونوکسید می‌شود؛ کربن مونوکسید تولیدی به سرباره فلز راه می یابد و از آنجایی که شرایط خلا حفظ می‌شود CO به طور مداوم حذف می‌شود (اصل لوشاتلیه : هر چه حذف کربن مونوکسید بیشتر باشد تولید مونوکسید کربن هم بیشتر می‌شود) اين فرايند را تا جايي ادامه ‌مي‌دهيم كه محتواي كربن به مقدار مد نظر ما برسد این فرآیند نیز جزو فرآیند های فولاد ثانویه است . در این فرآیند شکافته شدن با سرعت مافوق صوت با مخلوطی از اکسیژن و یک گاز بی‌اثر (نیتروژن یا آرگون) انجام می‌شود . در اینجا نیز اکسیژن با محتوای کربن واکنش داده و به سرباره راه می‌یابد . در این فرآیند هرچقدر به مقدار مدنظر کربن نزدیک‌تر می‌شویم میزان دمش اکسیژن کاهش و میزان دمش گاز بی‌اثر افزایش می‌یابد و در انتها برای همگن شدن کامل حمام و واکنش موثر سرباره-فلز، آرگون دمیده می شود. آلومینا زیرکونیا
زیرکونیای تثبیت شده به جهت نقطه ذوب بالا و خواص شیمیایی عالی به عنوان یک نسوز مناسب مطرح است. حضور ذرات زیرکونیای تثبیت نشده در نسوزهایی مانند آلومینا باعث افزایش مقاومت به سایش و مقاومت به شوک حرارتی شده و کاربرد آن را در مواردی چون شیرهای راهگاهی لغزنده در تجهیزات فرایند ریخته‌گری مداوم فولاد و یا نازل‌ها و افشانک‌های خروج مذاب در پاتیل‌های میانی و سیتم‌های کشویی پاتیل‌ها امکان‌پذیر می‌کند. در حقیقت با تحول فازی، شبکه ای از ترک‌های ریز شکل گرفته که باعث مهار رشد ترک اصلی می‌شود. در همین راستااز زیرکونیا در ساخت بوته‌های ذوب فلز به خصوص ذوب فلزات گران بها و سوپر آلیاژ (مصرفی در پره‌های توربین)، بوته‌های چینی آزمایشگاهی و شیمیایی، نسوزهای مقاوم در برابر شوک حرارتی در آستر کوره‌ها و پاتیل‌ها، ابزارآلات کوره‌های پخت سرامیک استفاده می‌شود. محدودیت اصلی آن مقاومت کم در برابر حمله سرباره‌های بازی و اکسید آهن است . زیرکونیوم کاربید
برای تهیه کاربید زیرکونیم از روش‌های مختلف مانند رسوب بخار شیمیایی(CVD)، سل-ژل، روش غوطه وری در نمک مذاب، روش الکترولیز از نمک مذاب و سنتز حالت جامد استفاده می‌شود. در روش الکترولیز از نمک مذاب، با انتخاب یک الکترولیت مناسب متشکل از نمک‌های مختلف در دمای بالا و اعمال چگالی جریان مشخص بر قطعه زیرکونیومی (به عنوان کاتد) پوشش کاربید زیرکونیوم در سطح قطعه ایجاد می‌شود. نمک‌های بکار رفته حاوی نمک زیرکونیوم (تأمین کننده زیرکونیوم)، نمک کربنات (تأمین کننده کربن) و نمک‌های تأمین کننده هدایت الکتریکی الکترولیت مذاب می‌باشند. چگالی جریان، زمان الکترولیز، حضور مواد افزودنی و ترکیب الکترولیت (نمک مذاب) از جمله عوامل مؤثر بر الکتروکریستالیزاسیون و در نتیجه کیفیت پوشش کاربیدی حاصل می‌باشند. روش دیگر واکنش کربوترمال زیرکونیا توسط گرافیت است که منجر به ایجاد پودر می‌شود. سپس با زینتر پودر ZrC در دمای بالاتر از ۲۰۰۰ درجه سانتیگراد می‌توان ZrC متراکم را ایجاد کرد. پرس گرم ZrC می‌تواند درجه حرارت زینتر را پایین آورده و در نتیجه به تولید ZrC کاملاً متراکم دانه ریز کمک می‌کند. از اسپارک پلاسما زینترینگ نیز برای تولید ZrC کاملاً متراکم استفاده می‌شود. کاربید زیرکونیوم نیز می‌تواند با فرآوری مبتنی بر محلول ساخته شود. که با واکنش اکسید فلز با استیل استون حاصل می‌شود. زیرکونیای مکعبی
فرایندی که با استفاده از رسوب بخار شیمیایی انجام می‌شود. ظاهراً مواد حاصل سخت‌تر، براق‌تر و بیشتر شبیه به الماس هستند. تصور می‌شود که این پوشش ضمن خنثی کردن ضریب شکست آن، پاشندگی نوری اضافی زیرکونیا مکعب را کاهش دهد و بیشتر شبیه الماس شود. زیرکونیای مکعبی
نقطه ذوب بالای زیرکونیا (۲۷۵۰ درجه سانتیگراد یا ۴۹۷۶ درجه فارنهایت) مانع رشد کنترل شده بلورهای منفرد می‌شود. با این حال، تثبیت اکسید مکعب زیرکونیوم خیلی زود تحقق یافته و بعنوان محصول مصنوعی زیرکونیا (در سال ۱۹۲۹) معرفی شد. اگرچه زیرکونیا مکعب شکل است، اما به حالت سرامیک چند کریستالی است. دی‌اکسید زیرکونیوم
از روش‌های دیگر تولید زیرکونیا تجزیه پلاسمایی است بدین صورت که دانه‌های زیرکن درون یک قوس پلاسما با دمای ۱۴۰۰۰ درجه سانتیگراد تزریق شده، ذوب می‌شوند و به صورت شیمیایی تفکیک می‌شوند. دانه‌های در حال سقوط به سرعت خنک شده و از آنجایی که نقطه ذوب زیرکونیا بسیار بالاست، اولین فازی است که به شکل دندریت‌های ریز منجمد می‌شود. سیلیکا در فاز شیشه ای آمورف منجمد می‌شود که در سدیم هیدروکسید حل شده و تولید سدیم متاسیلیکات می‌کند که آن نیز محصولی کارآمد است. تولید تیتانیوم
اسفنج تیتانیوم به سادگی در دمای بالا با نیتروژن و اکسیژن واکنش می‌دهد. در نتیجه برای فرآوری آن باید از محیط‌های خلأ یا محیطی خنثی مانند آرگون کمک گرفت. در این مرحله، ممکن است مواد بازیافتی این فلز یا فلزات دیگر را بمنظور تولید آلیاژهای تیتانیوم به فرایند اضافه کنند. یک روش معمول برای این کار، فشرده کردن مواد در بلوک‌های بزرگ است که در نهایت به الکترود در «کوره‌های قوس الکتریکی» (Electric Arc Melting Crucible) تبدیل می‌شوند. قوس الکتریکی میان بوته و الکترود رخ می‌دهد که در نهایت موجب ذوب شدن الکترود در داخل بوته خواهد بود. این مواد مذاب، بعد از سرد شدن به شمش‌هایی تبدیل می‌شوند که می‌توان آن‌ها را برای ایجاد کیفیت بهتر، دوباره ذوب کرد. برای تولید تیتانیوم و آلیاژهای آن، می‌توان به جای استفاده از منیزیم، از سدیم استفاده کرد. با وجود اینکه این روش از نظر شیمی، روش جدیدی نیست اما به تازگی روشی پیوسته به همین منظور توسعه پیدا کرده است که باعث کاهش هزینه‌ها نیز خواهد شد. دی‌اکسید زیرکونیوم
دیرگدازهای پوشش و لاینینگ کوره‌ها و فیبرهای سرامیکی عموماً از سیلیکا، آلومینا یا آلومینا-سیلیکا بوده که گسترهٔ وسیعی از بازهٔ دمایی را پوشش می‌دهد. فیبرهای زیرکونیایی برای دماهای ۱۷۰۰ تا ۲۲۰۰ درجه سانتی گراد کاربرد دارند. دی‌برید زیرکونیم
یان و همکارانش، پودرهای ZrB را با استفاده از پیش ماده‌های آلی و غیرآلی ZrOC.8HO‌، بوریک اسید و رزین فنولیک در دمای ۱۵۰۰ درجه سانتی‌گراد سنتز کردند. پودرهای سنتز شده اندازه کریستالیت ۲۰۰ nm و مقدار اکسیژن کم (تقریبا ۱ ٪ وزنی ) را از خود نشان دادند. تهیه دی‌بورید زیرکونیوم از پیش ماده های پلیمری هم جدیداً مورد بررسی قرار گرفته است.  ZrO و HfO پیش از واکنش می‌توانند در پیش ماده های کاربید بور ناپدید شوند. حرارت دادن مخلوط واکنش تا ۱۵۰۰ درجه‌سانتی گراد منجر به تولید در جای کاربید بور و کربن می‌شود و احیای ZrO به ZrB در پی آن انجام می‌گیرد. اکسایش لومیو–جانسون
اکسایش لومیو–جانسون یا اکسایش مالاپراد–لومیو–جانسون یک واکنش شیمیایی است که در آن یک الفین دچار شکافت اکسایشی شده و دو واحد آلدئید یا کتون تشکیل می‌دهد. نام این واکنش از نام کشف‌کننده‌های آن، ریموند اورگل لومیو و ویلیام سامر جانسون، گرفته شده‌است که آن را در سال ۱۹۵۶ گزارش کردند. واکنش به صورت دو مرحله ای انجام می‌شود، به این ترتیب که با دی‌هیدروکسیل‌دار کردن آلکن به وسیله اسمیم تتراکسید شروع می‌شود، و به دنبال آن یک واکنش مالاپراد برای شکستن دی‌ال با استفاده از پریدات انجام می‌شود. پریدات اضافی برای بازسازی اسمیم تتراکسید استفاده می‌شود و اجازه می‌دهد تا در مقادیر کاتالیزوری مورد استفاده قرار گیرد. واکنش لومیو–جانسون در مرحله اکسایش آلدهید متوقف می‌شود و بنابراین نتایج مشابهی با ازون‌کافت ایجاد می‌کند. زیرکن
زیرکُن که از واژه فارسی "زرگون" اخذ شده‌است، با از مجموعه کانی هاست و لومینسانس سبز جواهری - نارنجی و قرمز تیره تا قرمز جواهری دارد -رادیواکتیویته کامل آن به دلیل وجود ادخال هاست- و به سختی در هیدروفلوئوریک اسید، سولفوریک اسید و هیدروکلریک اسید حل می‌شود. دی‌اکسید زیرکونیوم
از جمله کامپوزیتهای زیرکونیایی، کامپوزیت زیرکونیا- مولایت، زیرکونیا- آلومینا می‌باشد. کراکینگ
در کراکینگ گرمایی، آلکان‌ها را به‌طور ساده از درون اتاقی که تا دمای بالا گرم شده‌است، عبور می‌دهند. آلکان‌های بزرگ به آلکان‌های کوچکتر، آلکن‌ها و مقداری هیدروژن تبدیل می‌شود. این فرایند مقدار زیادی اتیلن(CH)همراه با مولکول‌های کوچکتر دیگر به وجود می‌آورد. در طی این فرایند خوراک در داخل کوره تا دمای (۹۵۰ تا۱۰۲۰ فارنهایت) گرم می‌شود. مدت حرارت دیدن خوراک باید کوتاه باشد تا از انجام واکنش شیمیایی در طول فرایند جلوگیری شود در غیر این صورت مقدار زیادی کک تشکیل شده که لوله‌های کوره را مسدود کرده و موجب توقف فرایند می‌شود. گر چه تولید اندکی کک اجتناب ناپذیر است. سپس خوراک حرارت دیده به داخل راکتور انتقال یافته و در فشار بالا مولکول‌های آن شکسته می‌شود. هافنیم
هافنیوم عموماً در صنایع هسته ای به کار می‌رود و میزان تولید آن بستگی به میزان تولید اسفنج زیرکونیوم دارد که از ماسه زیرکونیوم بدست می‌آید. برای اینکه زیرکونیوم بتواند به خوبی در میله‌های سوخت هسته ای عمل کند باید تا حد ممکن اجازه عبور نوترون‌ها از خود را بدهد، از این رو باید کمترین میزان هافنیوم را داشته باشد چرا که مقطع جذب حرارتی نوترون‌ها در اتم هافنیوم ۶۰۰ برابر زیرکونیوم است. هر چند خاصیت جذب نوترون‌ها در هافنیوم و زیرکونیوم تفاوت فاحشی با یکدیگر دارد، اما کلیه خواص شیمیایی این دو عنصر، به غیر از دانسیته، تقریباً شبیه به هم است و به همین دلیل است که جداسازی آن‌ها از یکدیگر کار بسیار مشکلی است. در گذشته تولید هافنیوم از طریق پروسه ای صورت می‌گرفت که دو دانشمند به نام‌های ون آرکل (Van Arkel) و دبوئر (de Boer) ابداع کرده بودند و طی آن بخار تترا یدید از روی یک رشته تنگستن داغ عبور داده می‌شد. امروزه تقریباً کل هافنیوم تولید شده در دنیا از طریق پروسه کرول (Kroll) بدست می‌آید؛ در این پروسه، تترا کلرید را با استفاده از منیزیم یا سدیم احیا می‌کنند؛ سپس برای تصفیه هر چه بیشتر هافنیوم از پروسه یدی آرکل دبوئر یا ذوب به روش پرتو الکترونی استفاده می‌شود. روش اول (پروسه ون آرکل دبوئر) روشی است که شرکت ای تی آی واچانگ برای تولید شمش‌های کریستال هافنیوم با درصد بسیار پایین زیرکونیوم مورد استفاده قرار می‌دهد. دی‌برید زیرکونیم
قطعات ZrBمعمولا پرس داغ (فشار بر پودر حرارات داده شده اعمال می­شود) می­‌شوند و سپس با ماشینکاری شکل داده می­‌شوند. فرآیند زینترینگ ZrBبه خاطر طبیعت مواد کووالانت و حضور اکسید­های سطحی که در حین زینترینگ و پیش از فشرده شدن، درشت شدگی دانه را افزایش می­‌دهند، کمی مشکل می­‌شود. زینترینگ بدون فشار ZrB با افزودنی­‌های زینتر همچون کاربید بور و کربن که برای افزایش نیروی محرکه زینترینگ با اکسیدهای سطحی واکنش می‌دهند، امکان پذیر است اما خواص مکانیکی در مقایسه با فرآیند پرس داغ (hot press) تنزل می‌کند. دی‌اکسید زیرکونیوم
کی از روش‌های نسبتاً مستقیم تولید زیرکونیا از سنگ معدنی بادلیت است. در اولین قدم و با جداسازی مکانیکی به زیرکونیا با خلوص ۹۶٪ می‌رسیم؛ جداسازی مغناطیسی خلوص ۹۹٪ را حاصل می‌کند و در ادامه کار با یک سری عملیات‌های شیمیایی ماده ای با خلوص بالاتر نیز قابل دست یابی است. آلومینیوم
آنودایز کردن با غوطه ور کردن آلومینیوم در یک حمام الکترولیت اسیدی و عبور جریان الکتریکی از آن انجام می‌شود. در داخل حمام الکترولیت یک کاتد نصب شده و آلومینیوم به عنوان آند عمل می‌کند، به همین دلیل از داخل محلول الکترولیت یون‌های اکسیژن آزاد شده و با اتم‌های روی سطح آلومینیوم ترکیب می‌شوند. در نتیجه، آنودایز کردن نوعی فرایند کاملاً کنترل شده اکسایش است، که در طبیعت به صورت خودکار و بسیار آهسته اتفاق می‌افتد. دی‌اکسید زیرکونیوم
عنصر زیرکونیوم از نظر خواص شیمیایی بسیار شبیه به هافنیوم است که ظرفیت و شعاع یونی آن را نشان میدهد، ودر طبیعت زیرکونیوم همیشه همراه با ۲٪ زیرکونیوم از وزن کل ترکیب وجود دارد. همان‌طور که دو فلز مشابه هستند، جداسازی آن‌ها دشوار است، اما برای همه کاربردها غیر از برای استفاده در رآکتورهای هسته، محتوای هافنیوم قابل قبول است. دباغی
دباغی با سولفات زیرکُنیم: پوستهای اسیدی شده را با محلول سولفات زیرکنیم نیم دباغی می‌کنند. برای دباغی با این روش، زمانی نمک دباغی به پوست نیم دباغی شده اضافه می‌شود که پوست همراه با ده درصد وزن خود با اکسید زیرکنیم همراه باشد. پس از عملیات دباغی، پوست را با بی‌کربنات سدیم، قلیایی می‌کنند. آلیاژهای آلومینیوم- اسکاندیوم
با توجه به دیاگرام فازی دوتایی Al-Sc ، بیشینه مقدار انحلال Sc در آلومینیوم آلفا مقدار 0.33% وزنی می باشد. تنها راه افزایش انحلال Sc در آلومینیوم سرمایش سریع است؛ بطوریکه این مقدار تا 3.2% وزنی برای سرعت سرمایش10 ˚C/s  افزایش می یابد. بر خلاف Sc، اغلب فلزهای آلیاژسازی Al، مثل Zr و Ti یک واکنش peritectic را شکل می دهند. در حالی که طبیعت اوتکتیک آلیاژ آلومینیوم-اسکاندیوم موجب جدایش دندریت های Sc حین انجماد می گردد. لذا Sc در نواحی بین دندریتی جمع شده و هسته­ ی دندریت ها از اسکاندیوم فقیر هستند. یک عملیات حرارتی حالت جامد در دمای بالا(اغلب بالای 500˚C)  می تواند به همگن شدن Sc در ریزساختار یاری رسانده و اثرات مضر جدایش را کاهش دهد. البته این همگن سازی می تواند استحکام را از طریق پدیدۀ بازگشت و تبلور مجدد کاهش دهد. جداسازی اکسایشی-کاهشی پلوتونیوم و اورانیوم
فرایند پورکس یک واکنشجداسازی مایع-مایع با جایگزینی یون است که برای بازیابی اورانیوم و پلوتونیوم اولیه به صورت مستقل از بقیهٔ اجزاء است. در روش امروزی پورکس، از مخلوطی شامل هیدروکربن و تری‌بوتیل فسفات برای جداسازی اورانیوم و پلوتونیوم به صورت منفک از نیتریک‌اسید بهره گرفته می‌شود. این استخراج نمک‌های نیترات، از نوع حلال‌پوشی است. برای نمونه در واکنش زیر، پلوتونیوم، با کمک گوگرد که عامل جداسازی است، استخراج گردیده‌است: آلیاژهای منیزیم
۱)سازگاری با زیرکونیم اربیوم
کانی استخراج شده با هیدروکلریک اسید یا سولفوریک اسید واکنش داده می‌شود تا اکسید نامحلول آن به کلرید یا سولفات محلول تبدیل شود. سپس خاصیت اسیدی با سدیم هیدروکسید تا حدودی کاهش می‌یابد. به این ترتیب، توریم به صورت هیدروکسید از محلول خارج می‌شود. پس از افزوده شدن آمونیوم اگزالات به محلول، عناصر خاکی کمیاب به اگزالات نامحلول تبدیل می‌شوند. اگزالات‌ها با بازپخت، به اکسید تبدیل می‌شوند. اکسیدها در نیتریک اسید حل می‌شوند و سریم که یکی از اجزای عمده است، به دلیل نامحلول بودن اکسید آن در نیتریک اسید، جدا می‌شود. محلول با منیزیم نیترات ترکیب می‌شود تا نمک مضاعف عناصر خاکی کمیاب ایجاد شود. سپس نمک‌ها با تبادل یونی از هم جدا می‌شوند. در نهایت، فلز اربیم از گرما دادن اکسید یا نمک آن با کلسیم در دمای ۱۴۵۰ درجه سلسیوس در مجاورت آرگون (گاز خنثی) تهیه می‌شود. آلیاژ زیرکونیوم
زیرکونیوم غیرهسته ای تجاری معمولاً حاوی ۱ تا ۵ درصد هافنیوم است که سطح مقطع جذب نوترون آن ۶۰۰ برابر زیرکونیوم است؛ بنابراین برای کاربردهای مختلف در راکتور هسته‌ای، هافنیوم باید تقریباً به‌طور کامل حذف شود (به کمتر از ۰٫۰۲٪ آلیاژ کاهش یابد). دی‌اکسید زیرکونیوم
مواد معمول برای قالب‌های اکستروژن شامل فولاد ابزار، کاربید تنگستن و سوپر آلیاژها می‌شوند ولی به دلیل دفرمه شدن، سطح محصول نهایی نامناسب و کاهش عمر قالب به دلیل دمای انتقالی از قالب‌های فلزی، ایده‌آل نیستند. در مقابل، از میان سرامیک‌ها کامپوزیت آلومینا-زیرکونیا و PSZ به دلیل مقاومت به شوک حرارتی بالا، هدایت حرارتی پایین، قابلیت پولیش بالا، مقاومت به خزش و سطح مناسب قطعه نهایی، راضی‌کننده بودند. آلیاژ زیرکونیوم
آلیاژهای زیرکونیوم به راحتی با اکسیژن واکنش می‌دهند و یک لایه غیرفعال نازک نانومتری را تشکیل می‌دهند. مقاومت به خوردگی آلیاژها ممکن است در صورت وجود برخی ناخالصی‌ها (به عنوان مثال بیش از 40 ppm کربن یا بیش از 300 ppm نیتروژن) به‌طور قابل توجهی کاهش یابد. مقاومت در برابر خوردگی آلیاژهای زیرکونیوم با توسعه عمدی لایه غیرفعال ضخیم‌تر اکسید زیرکونیوم براق افزایش می‌یابد. همچنین ممکن است از پوشش‌های نیترید استفاده شود. آلیاژ زیرکونیوم
درجه‌های هسته ای آلیاژهای زیرکونیوم حاوی بیش از ۹۵ درصد Zr هستند و بنابراین بیشتر خواص آنها مشابه زیرکونیوم خالص است. سطح مقطع جذب برای نوترون‌های حرارتی ۰٫۱۸ بارن برای زیرکونیوم است که بسیار کمتر از فلزات معمولی مانند آهن (۲٫۴ بارن) و نیکل (۴٫۵ بارن) است. ترکیب و کاربردهای اصلی آلیاژهای معمولی درجه رآکتور در زیر خلاصه شده‌است. این آلیاژها حاوی کمتر از ۰٫۳٪ آهن و کروم و ۰٫۱–۰٫۱۴٪ اکسیژن هستند. اکسایش سارت
اکسایش سارت یک واکنش آلی است که الکل‌های نوع اول و نوع دوم را به ترتیب به آلدئیدها و کتون‌ها اکسید می‌کند. این فرایند با استفاده از کروم تری‌اکسید و پیریدین صورت می‌پذیرد. برخلاف اکسایش جونز، این واکنش الکل‌های نوع اول را به شکل کربوکسیلیک اسید آنها اکسید نمی‌کند و همچنین بر پیوندهای دوگانه کربن-کربن تأثیر نمی‌گزارد. دی‌اکسید زیرکونیوم
مرحله نهایی بعد از سنتز، کلسیناسیون است که در اینجا نیز تغییر پارامترها محصول متفاوتی رو حاصل می‌کند بنابراین محصولات بی شماری قابل دست یابی هستند. هافنیم
دستیابی به هافنیوم بیشتر نتیجه تصمیم برای استفاده از زیرکونیوم در مصارف هسته ای است. همان‌طور که قبلاً اشاره شد، جهت استفاده از زیرکونیوم تصفیه شده در میله‌های سوخت اورانیوم باید تا آنجا که ممکن است هافنیوم را از آن زدود. ساختار و خواص شیمیایی مشابه زیرکونیوم و هافنیوم در یک محیط هسته ای نیز نمی‌توانند زیاد از یکدیگر متفاوت باشند. به عبارت دیگر شاید بتوان گفت علاوه بر کاربردی که هافنیوم در تولید آلیاژها دارد، یکی از مصارف عمده اش، کاربرد در صنایع هسته ای است. زیرکونیوم عملاً اجازه عبور نوترون‌ها را از خود می‌دهد در حالی که هافنیوم به شدت جاذب آنهاست؛ بنابراین هرچند که در ساخت میله‌های سوخت هسته ای غالباً از زیرکونیوم استفاده می‌شود، اما میله‌های کنترل که وظیفه‌شان جمع‌آوری نوترون‌های پراکنده و کند کردن روند شکافت هسته ای در واکنش گاه (راکتور) است، اغلب از هافنیوم ساخته می‌شوند. یکی از اولین مصارف هافنیوم در صنایع هسته ای کاربرد آن در رآکتورهای پمپاژ آب سبک تحت فشار می‌باشد که برای تأمین انرژی وسایل نقلیه دریایی همچون زیردریایی‌ها به کار می‌روند. وجود مقدار ناخواسته ای از یک فلز در فلز دیگر همیشه تأثیر یکسانی ندارد: اگر حتی تا ۴٫۵ درصد هم زیرکونیوم در میله‌های کنترل هافنیومی موجود باشد، باز هم عملکرد این میله‌ها رضایتبخش خواهد بود در حالی که وجود همین میزان هافنیوم در میله‌های سوخت زیرکونیومی به هیچ عنوان مجاز نیست. هافنیوم علاوه بر خاصیت جذب نوترون، دو خاصیت به درد بخور دیگر نیز برای صنایع هسته ای دارد که عبارتند از: دوام و مقاومت در برابر خوردگی. از دیگر کاربردهای متنوع هافنیوم می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:1- Knapp, Brian. Francium to Polonium. Atlantic Europe Publishing Company, 2002, p. ۱۰. زیرکونیوم
در تهویه‌کننده‌های هوا به‌عنوان گیرنده، در لوله جارو برقی، رشته‌های لامپ و فلزات خاص دیگر استفاده می‌شود. آلیاژ زیرکونیوم و Niobium، خاصیت ابررسانایی در دماهای پایین را برای زیرکونیوم دربردارد که برای ساختن آهن‌رباهای بسیار قوی توسط نیروی الکتریکی در مقیاس زیاد استفاده می‌شود. استحکام‌بخشی آلومینیوم
چندین روش برای ایجاد ریز ساختارهایی با حضور دو فاز یا بیشتر وجود دارد. هندسه فازها به مقدار نسبی آن‌ها، اینکه فاز کمتر در داخل دانه‌ها پخش شده باشد یا در مرز دانه‌ها وجود داشته باشد و نیز اندازه و شکل دانه‌ها بستگی دارد. فازها با فرایندی به نام رسوب‌گذاری تشکیل می‌شوند که در آن دما و زمان هر دو کنترل می‌شوند و به یک کاهش در حلالیت جامد با کاهش دما نیاز است. یعنی در دمای بالا، جزء حل شونده زیادتری، نسبت به دمای پایین، در حلال حل می‌شود. به منظور پیر سخت کردن یا رسوب سخت کردن یک آلیاژ، در مرحله اول آلیاژ تا دمایی به اندازه کافی بالا حرارت داده می‌شود تا فاز ثانویه وارد محلول شود. سپس فلز به سرعت مثلاً با کوئنچ کردن در آب یا سرد کردن در هوا، سرد می‌شود. سرعت سرد کردن مورد نیاز بستگی به سیستم آلیاژی دارد. بیشتر آلیاژهای آلومینیوم به منظور ایجاد سرعت بالای سرد شدن، در آب کوئنچ می‌شوند. سرعت سرد کردن باید به اندازه کافی بالا باشد، تا فاز ثانویه، زمان لازم جهت رسوب‌گذاری را در اختیار نداشته باشد. فاز ثانویه در دمای محیط به صورت یک محلول جامد فوق اشباع در داخل محلول باقی می‌ماند. این فاز یک فاز شبه پایدار است. یعنی اگر محرک مناسب ایجاد شود، فاز ثانویه رسوب‌گذاری خواهد نمود. این محرک، پیرسازی یعنی حرارت دادن آلیاژ در دمای پایین است. حرارت دادن باعث نفوذ اتم‌ها می‌شود و رسوب‌های بسیار ریزی شروع به شکل گرفتن خواهند نمود. این رسوب‌ها به گونه‌ای ریزند که با تکنیک‌های معمولی متالوگرافی قابل تفکیک نیستند. این رسوب‌ها، همدوس (هم سیما) نام‌گذاری شده‌اند. شبکه هنوز پیوسته می‌باشد اما اعوجاج یافته‌است و در نتیجه منجر به ایجاد استحکام کششی فوق‌العاده بالایی در آلیاژ خواهد شد. اگر حرارت دادن ادامه داده شود یا پیر سازی در دماهای بیش از اندازه بالا اتفاق بیفتد، آلیاژ دچار فراپیری می‌شود. یعنی رسوب، شاید به اندازه‌ای که با متالوگرافی قابل رویت باشد، درشت می‌شود. استحکام کششی کم می‌شود اما انعطاف‌پذیری زیاد می‌شود. اگر فرایند فراپیری همچنان ادامه یابد، آلیاژ به نقطه‌ای می‌رسد که خواص مکانیکی آن منطبق بر همان خواص مکانیکی ساختار آنیل شده‌است. خوردگی شیاری
فلزات یا آلیاژ هایی که مقاومت خوردگی آنها در اثر پوسته های اکسیدی یا لایه های غیرفعال روی سطح آنهاست ، بیشتر در معرض این نوع خوردگی قرار می گیرند چرا که این پوسته ها بوسیله غلظت های بالای یون های کلر و هیدروژن از بین می روند و سرعت انحلال به شدت افزایش می یابد . بعنوان مثال ، آلومینیوم به علت لزوم پوسته Al2O3 برای محافظت از آن ، از نظر خوردگی شیاری ضعیف می باشد . دی‌برید زیرکونیم
در دمای ۲۰۰۰ درجه کلوین تشکیل دی برید زیرکونیوم با واکنش استوکیومتری از نظر ترمودینامیکی انجام پذیر است. (G= -279.6) و از اینرو منشاء واکنش می تواند برای تولید ZrB توسط سنتز دمای بالای همراه با خود کثیری(Self propagation) باشد. (SHS) پوشش‌دهی آنتروپی بالای آلیاژهای منیزیم
منیزیم به دلیل فعالیت شیمیایی بالای که دارد باعث شده‌است که آلیاژهای آن در برابر محیط‌های خورنده دچار انواع خوردگی شوند، ایجاد یک پوشش سرامیکی مقاوم در برابر خوردگی باعث بالا رفتن مقاومت به خوردگی و افزایش سخطی سطحی و به طبع آن کاهش نرخ سایش می‌شود. این پوشش را به کمک انواع فرآیندهای پوشش دهی می‌توان بر روی سطح منیزیم پوشش داد. آلومینیم را به صورت پودری یا به صورت فیلر مصرفی به شکل راد می‌توان بر روی سطح نشاند، بنا به اینکه آلومینیم تمایل بالایی برای جذب اکسیژن و تشکیل Al2O3 دارد با وجود مقداری گاز CO2 در گاز محافظ Al2O3 تشکیل خواهد شد. در روشی که پودر آلومنیوم استفاده می‌شود پودر را با چسب‌های آلی مخلوط کرده و بر روی سطح منیزیم پوشش داده وبعد از خشک شدن چسب به روش فرآیندهایی مثل لیزر و جوش تیگ می‌توان پوشش را بروی سطح آلیاژهای منیزیم نشاند. زیرکونیوم کاربید
عموماً از اختلاط پودری کربن (C) با فلز زیرکونیم (Zr)، هیبرید زیرکونیم (ZrH) یا اکسید زیرکونیم (ZrO) و واکنش احیای کربوترمال جهت استحصال پودر کاربید زیرکونیم استفاده می‌شود. به علت درشت دانه بودن و اختلاط مواد واکنش دهنده (مواد واکنش دهنده در مقیاس میکرون هستند)، دمای بسیار بالا جهت تشکیل کاربید مورد نظر در طول مدت احیای کربوترمال مورد نیاز می‌باشد. این شرایط باعث درشت دانه شدن کاربید حاصله نیز می‌شود؛ لذا معمولاً از پرس گرم برای تولید قطعات ZrC استفاده می‌کنند. اخیراً از روش‌های نوینی جهت تولید کاربید زیرکونیم در دماهای پایین‌تر و با اندازه ذرات در مقیاس نانومتری مورد استفاده قرار گرفته که از این موارد می‌توان به روش‌های برپایه انحلال شیمیایی یا لایه نشانی به کمک پالس لیزر اشاره نمود. در روش‌هایی دیگر استفاده از واکنش‌های درجا (in situ) یا استفاده از مواد اولیه ارزان‌تر مورد توجه قرار گرفته‌اند. روش‌های درجا معمولاً دارای فرآیندی ساده و قابل کنترل می‌باشند و همچنین استفاده از واکنش دهنده‌های ارزان قیمت و در دسترس از مزیت‌های استفاده از چنین روش‌هایی می‌باشند. امکان طراحی شرایط برای این واکنش‌ها جهت رسیدن به ذرات کاربیدی با اندازه ذرات در حد نانومتری از دیگر مزایای آن می‌باشد که بیش از پیش به بهبود خواص نانوپودر حاصله کمک می‌کند. ذوب روی
روی از محلول سولفات روی خالص شده توسط الکترووینینگ استخراج می‌شود که شکل تخصصی الکترولیز است. این فرایند با عبور جریان الکتریکی از محلول در یک سری سلول کار می‌کند. این باعث می‌شود روی بر سطح کاتدها (ورق‌های آلومینیومی) رسوب کند و اکسیژن در آندها تشکیل شود. اسید سولفوریک نیز در این فرایند تشکیل شده و در فرایند لیچینگ مورد استفاده مجدد قرار می‌گیرد. هر ۲۴ تا ۴۸ ساعت، هر سلول خاموش می‌شود، کاتدهای پوشش داده شده با روی برداشته شده و شسته می‌شوند و روی به صورت مکانیکی از صفحات آلومینیومی جدا می‌شود. دی‌اکسید زیرکونیوم
عنصر زیرکونیوم از نظر خواص شیمیایی بسیار مشابه عنصر هافنیوم است. طبیعت زیرکونیوم و شعاع یونی اش وظرفیت‌هایش نشان می‌دهد که همیشه به عنوان یک ترکیب یافت می‌شود. یک ترکیب مشابه با زیرکونیوم حدود ۲٪ از کل وزن را تشکیل می‌دهد. آلومینا زیرکونیا
افزودن زیرکونیا به آلومینا منجر به کاهش سختی کامپوزیت ZTA می‌شود. این اثر مرتبط با سختی کمتر زیرکونیا در مقایسه با زمینه آلومینا است. سختی ZTA حاوی زیرکونیا تتراگونال باقی مانده کمتر از آن‌هایی است که حاوی زیرکونیا منوکلینیک باشند. همان طور که در بخش معرفی توضیح داده شد دو دسته کامپوزیت بر اساس سیستم ZrO2-Al2O3 ساخته شده‌است: ۱. زیرکونیای تقویت شده با ذرات آلومینا(ATZ) و ۲. آلومینای چقر شده با زیرکونیا(ZTA) در مورد دسته دوم تحقيقات زيادي به منظور بررسي خواص و ريزساختار آن‌ها انجام شده‌است اما زيركونیا حاوي ذرات آلومينا كمتر مورد بحث قرار گرفته و اطلاعات كمي در مورد آن در دسترس است. آلومینای چقرشده با زیرکونیا یک کامپوزیت‌های دوتایی است که در آن زیرکونیا به زمینه آلومینا به عنوان یک فاز دوم اضافه شده‌است. این کامپوزیت به دلیل خواص مکانیکی عالی خود نظیرسختی، استحکام، چقرمگی بالا و مقاومت در برابر سایش به‌طور گسترده برای کاربردهای مختلف ازقبیل قطعات سایشی،ابزار برش، کاربردهای بیوپزشکی استفاده می‌شود. آلکن
برخی از واکنشگرهای اکسیدکننده، آلکن‌ها را به دی‌اُل‌های ۱٬۲ یا دی‌هیدروکسی الکل‌ها که شامل دو گروه –OH بر روی کربن‌های مجاور هستند، تبدیل می‌کنند (آنها همچنین با نام گلیکول شناخته می‌شوند). واکنش شامل افزایش دو گروه هیدروکسی بر روی پیوند دوگانه است. از میان بسیاری واکنشگرهای اکسیدکننده که باعث هیدروکسیل‌دار شدن می‌شوند، دو واکنشگر که به‌طور معمول مورد استفاده قرار می‌گیرند عبارتند از: الف-پتاسیم پرمنگنات (KMnO) سرد و قلیائی، ب-پراکسی‌اسیدها مانند پراکسی‌فرمیک‌اسید(HCOOH). پرمنگنات یک اکسیدکنندهٔ قوی است و شرایطی از قبیل قدرت اسیدی، قدرت بازی، دما و مقدار واکنشگر، برای اجتناب از اکسایش بیشتر باید کنترل شود. تا بتوانیم واکنش را تا مرحله خاصی از اکسایش جلو ببریم. در مورد استفاده از پرمنگنات مشکل اصلی انحلال‌پذیری است. باید پرمنگنات محلول در آب را در تماس با سوبسترایی که اغلب در آب حل نمی‌شود قرار داد. بسیاری از حلال‌ها از جمله الکل‌ها که معمولاً برای حل نمودن ترکیب‌های قطبی و غیرقطبی استفاده می‌شوند، به‌وسیلهٔ پرمنگنات اکسایش می‌یابند و قابل استفاده در این نوع واکنش‌ها نیستند. در سال‌های اخیر این مسئله تا حدودی با استفاده از کاتالیزورهای انتقال فاز حل شده‌است. یون‌های چهارتایی آمونیم می‌توانند یون‌های پرمنگنات را از لایه آبی به لایة غیرآبی (مثلاً بنزن یا دی‌کلرومتان)، یعنی جایی که سوبسترا در انتظار است متصل نمایند. اترهای تاجی می‌توانند با یون‌های پتاسیم تشکیل کمپلکس داده و از همین‌رو KMnO جامد را قابل حل در بنزن نمایند. در نتیجه بنزن‌ارغوانی یک عامل اکسیدکنندهٔ عالی به‌شمار می‌آید. هیدروکسیل‌دار شدن با پرمنگنات با به‌هم زدن آلکن و محلول آبی پرمنگنات در دمای اتاق انجام می‌گیرد و حتی محلول خنثی نیز مقداری OH در واکنش ایجاد می‌نماید و لیکن بهتر است مقداری باز اضافه شود. باید از گرما کردن و افزودن اسید اجتناب نمود زیرا این شرایط شدیدتر باعث اکسایش بیشتر دی‌اُل از طریق شکستن پیوند دوگانه می‌شود. در صورتی‌که واکنش با پرمنگنات‌پتاسیم گرم و غلیظ انجام شود دی‌اسید یا دی‌کتون یا اسید و کتون تولید می‌کند. اکسیژن
با توجه به الکترونگاتیوی بالا، اکسیژن تقریباً با تمام عناصر دیگر در دماهای بالا پیوندهای شیمیایی تشکیل می‌دهد تا اکسید آن را تولید کند. با این حال، برخی از عناصر به‌طور مستقیم تحت شرایط عادی فشار و دما مانند آهن، آهن اکسید تشکیل می‌دهند. سطح فلزاتی مانند آلومینیوم و تیتانیم در حضور هوا اکسید می‌شود و با یک لایه نازک اکسید پوشیده شده که فلز را غیرفعال می‌کند و موجب کند شدن خوردگی می‌گردد. برخی از اکسیدهای فلزی در طبیعت به عنوان ترکیبات غیر استوکیومتری یافت می‌شوند و مقدار فلز کمتری از حالت استوکیومتری نشان می‌دهند برای نمونه، ماده معدنی وستیت با فرمول مولکولی FeO به صورت FeO نوشته می‌شود جایی که "x" معمولاً در حدود ۰٫۰۵ است. ترکیب یک یا چند اتم اکسیژن و یک یا چند اتم از عناصر دیگر تشکیل اکسید می‌دهد. اگر ترکیب اکسیژن با فلز باشد اکسید بازی و اگر اکسیژن با نافلز باشد اکسید اسیدی تشکیل می‌شود. زنگ زدن عبارتی است که به اکسایش آهن اطلاق می‌شود. اکسایش آهن معمولاً از طریق واکنش با اکسیژن صورت می‌گیرد. اما نوع‌های دیگری از زنگ زدن وجود دارد که حاصل واکنش آهن و کلر است که به آن زنگ سبز می‌گویند. آلومینا زیرکونیا
در این فرایند مواد اولیه که شامل پودر آلومینا و زیرکونیا باخلوص بالا است را با درصد مشخص به همراه روانکار و چسب درون آسیاب سیاره ای جهت اختلاط ریخته و برای این کار از گلوله‌های زیرکونیایی یا آلومینایی برای جلوگیری از ورود ناخالصی به مجموعه استفاده می‌کنیم. سپس با استفاده از پرس سرد هیدرواستاتیک برای تهیه قرص اولیه قطعه به پودرها فشار وارد می‌کنیم که قالب پرس متناسب با ابعاد مورد نظر قطعه متغیر خواهد بود. قطعات تولیدی را جهت انجام فرایند زینترینگ درون کوره با دمای حدود 1600-1400 درجه سانتی گراد قرار می‌دهیم.فرایند زینتر بسته به میزان دانسیته مورد نظر و همچنین کاربرد می‌تواند به صورت زینتر بدون فشار یا همراه پرس گرم ایزو استاتیک انجام گردد همچنین استفاده از روش‌های زینتر جرقه پلاسما (SPS) که به دلیل زمان بسیار کم مانع از رشد دانه می‌شود نیز امکان‌پذیر است دماسنج تیتانیومی برای تخمین دما هندسه زیرکون
از نظر شیمیایی، زیرکون یک ماده معدنی مفید است به دلیل اینکه توانایی ترکیب بسیاری از عناصر کمیاب را به صورت بین نشینی در خودش دارد. بسیاری از این عناصر کمیاب برای رادیو متری استفاده می‌شوند که باعث پیرسازی کریستال می‌شوند؛ که این عناصر کمیاب مثل اورانیوم، توریوم عناصر نادر خاکی(REE) مثل مثل ایتریوم و لانتانوم شناخته شده‌اند. با این حال انرژی پتانسیل شیمیایی جانشینی عناصر نادر خاکی (REE) به خوبی نمی‌توان فهمید بنابراین برای تعیین دمای تبلورمجدد مناسب نیست (حلالیت این عناصر در زیرکون صورت بین نشینی است). تیتانیوم در زیرکون از ابتدا قرار گرفته‌است ونرخ تغییر تیتانیوم در زیرکون به تفصیل مورد مطالعه قرار گرفته‌است. تیتانیوم یک ترکیب یونی چهارظرفیتی است که بسته به دمای مکانیزم زیرکونیوم و سیلیکون می‌توانند جایگزین آن (تیتانیوم) شوند. برای زیرکون‌ها حضور تیتانیوم اکسید TiO2 برای مثال روتیل معدنی، این فرایند جانشینی رایج است و می‌توان زیرکون را اندازه گرفت. زیرکون همچنین مفید است زیرا ترکیب آن با عناصر دیگری مانند اورانیوم، لانتانوم، ساماریوم، , و اکسیژن را می‌توان تجزیه و تحلیل کرد و زیرکون باعث رسوب سختی و و رشد کریستال در این عناصر در این عناصر می‌شود. آلومینا زیرکونیا
روش ساخت شیمیایی خود شامل روش‌های اختلاط برشی، سل-ژل و CVD می‌شود. مرسوم‌ترین فرایند تولید کامپوزیت آلومینا/زیرکونیا روش سل-ژل است. فرایند سل-ژل شامل مجموعه ای از واکنش‌های شیمیایی تغییرناپذیر است که این واکنش‌ها باعث تبدیل مولکول‌های محلول هموژن اولیه به عنوان سل به یک مولکول سنگین سه بعدی پلیمری به عنوان ژل می‌شوند. در حقیقت جامد الاستیک به وجود آمده باعث پرشدن حجم محلول موجود می‌شود. آماده سازی ذرات در اندازه و مقیاس ریز مستلزم آماده سازی و فراهم کردن یک زمینه پیوسته از یک حلال است که به آن سل کلوییدی می‌گویند. در این روش معمولاً به یک سیستم دیسپرز بسیار ریز که دارای انرژی آزاد بسیار بالایی است جهت درهم شکستن و به هم ریختن ساختار جامد نیاز است. به دلیل ریز دانه بودن ذرات و در نتیجه افزایش سطح ویژه مواد و سیستم‌های کلوییدی تمایل و گرایش به اگلومره شدن دارد که این امر ناشی از نیروهای جاذبه واندروالس بین ذرات و پایین بودن نیروهای دافعه برای عبور از سد انرژی ذاتی به وجود آمده در این فرایند است. بزرگی و مقدار این سد انرژی اگلومره شدن بستگی به تعادل نیروهای جاذبه و دافعه بین ذرات دارد. در فرایند سل-ژل انتقال سل به ژل اغلب به وسیله تغییر PH و یا تغییر غلظت محلول بدست می آید. مزیت اصلی فرایند سل-ژل در تولید محصولی باخلوص بالا و دست یافتن به ریزساختار یکنواخت در دمای پایین است. هر مولکول از نمک‌های اولیه دارای سرعت واکنش مربوط به خودش است که این سرعت واکنش بستگی به شرایطی چون pH، غلظت، حلال و دما دارد. مواد اولیه برای تولید کامپوزیت آلومینا/زیرکونیا شامل پودر آلومینا و زیرکونیا با خلوص بالا و اسید آمینوبنزن به عنوان دفلوکولانت است. مشخصات پودرها به وسیله دستگاه XRD و اندازه کریستال‌ها با استفاده از رابطه شرر و سطح ویژه به کمک روش BET و زیرساختار آن‌ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) و TEM (میکروسکوپ الکترونی عبوری) بدست می آید. اکسید کردن الکل
واکنشگرهای نابی که برای اکسید شدن الکل‌های نوع دو و ایجاد کتون مناسب اند ولی برای نوع یک و تولید آلدهید چندان کارآمد نیستند عبارتند از: کروم تری اکسید (CrO) در مخلوطی از اسید سولفوریک و استون (روش اکسیدشدگی جونز) و برخی کتون‌ها مانند سیکلوهگزانون در حضور آلومینیم ایزوپروپوکسید (روش اکسیدشدگی اپنوئر). روش دیگر عبارت است از اکسید شدگی به روش اکسوآمونیوم کاتالیزشده. ذوب روی
این فرایند با برشته کردن کنسانتره‌هایی که با زغال سنگ مخلوط شده و در دو مرحله بریکت می‌شوند، آغاز می‌شود. سپس بریکت‌ها در یک کوکر اتوژن در دمای و سپس به داخل مخزن شارژ می‌شود. سه دلیل برای بریکت کردن کلسین وجود دارد: اطمینان از حرکت آزادانه شارژ به سمت پایین. برای اجازه دادن به انتقال حرارت در یک مقطع اندازه عملی؛ برای ایجاد تخلخل کافی برای عبور بخار روی کاهش یافته به بالای مخزن. بخار روی کاهش یافته که در بالای مخزن جمع‌آوری می‌شود سپس به مایع متراکم می‌شود. کیک زرد
ابتدا سنگ معدن با دستگاه‌های مخصوصی خرد و آسیاب می‌شود، پس از آن برای جداسازی اورانیم و بالابردن خلوص خاک سنگ، آن را در حمامی از اسید سولفوریک، آلکالاین یا پراکسید می‌خوابانند؛ این عمل برای به دست آوردن اورانیوم خالص تر صورت می‌شود، ماده حاصل شده در این مرحله قهوه‌ای یا سیاه است و زرد نیست، سپس این محصول به دست آمده را خشک و فیلتر می‌کنند و نتیجه آن چیزی خواهد شد که به «کیک زرد» معروف است. زیرکونیوم
زیرکونیوم آتش‌زا است و در جنگل‌ها برای آتش زدن استفاده می‌شد. کوره قوسی ذوب مجدد تحت خلأ
کوره قوسی ذوب مجدد تحت خلأ فرایند ذوب مجدد قوسی تحت خلأ به‌طور گسترده برای خالص سازی آلیاژهای متعدد مانند آلیاژهای فولاد ضدزنگ٬نیکل و آلیاژهای مبتنی بر تیتانیوم استفاده می‌شود. این فرایند در ابتدا به عنوان روش ذوب سوپرآلیاژها استفاده می‌شد. اما امروزه این روش در بسیاری از صنابع جهت تولید آلیاژهای مرغوب که ساختار یکنواخت٬استحکام خستگی و تافنس بالا مورد توجه باشد استفاده می‌شود. دی‌اکسید زیرکونیوم
۲) تجزیه با کلسیا در دمای ۱۶۰۰ درجه سانتیگراد، زیرکونیا و کلسیم سیلیکات حاصل می‌کند. کلسیم سیلیکات با هیدروکلریک اسید رسوب می‌کند و جدا می‌شود. تجزیه با کلسیا می‌تواند در کوره قوس الکتریکی در دمای ۲۷۵۰ درجه سانتیگراد نیز انجام شود و تولید زیرکونیای ذوبی کند. آلیاژ زیرکونیوم
روکش زیرکونیوم در حضور اکسید دوتریوم که اغلب به عنوان تعدیل کننده و خنک‌کننده در راکتورهای آب سنگین تحت فشارنسل بعدی استفاده می‌شود که راکتورهای هسته ای طراحی شده توسط CANDU از آن استفاده می‌کنند، اکسیداسیون مشابهی را در مواجهه با بخار اکسید دوتریوم به شرح زیر بیان می‌کنند: دی‌اکسید زیرکونیوم
روش دیگر، تولید زیرکونیا از زیرکون (زیرکونیوم سیلیکات) است که فرایند نسبتاً پیچیده‌ای دارد. در این روش با روش‌های متفاوت باید تجزیه صورت گیرد و هرکدام از این روش‌های متغیر هستند بنابراین بسیار دور از انتظار است که دو شرکت تولیدکننده یک مسیر یکسان را دنبال کنند. دی‌اکسید زیرکونیوم
۱) رایج‌ترین روش تجزیه با استفاده از سدیم هیدروکسید در دمای ۶۰۰ درجه سانتیگراد یا با سدیم کربنات در ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد و تشکیل سدیم زیرکونات، سدیم زیرکونات سیلیکات و سدیم سیلیکات می‌باشد که سدیم سیلیکات در آب حل می‌شود. در ادامه با کلسیناسیون، اکسیدی با خلوص پایین حاصل می‌شود که می‌توان آن را خالص سازی کرد. دی‌اکسید زیرکونیوم
از ویژگی‌های این کامپوزیت، خواص مکانیکی عالی است که با تفت‌جوشی واکنشی (REACTION SINTERING) به‌دست آمده‌است. دی‌اکسیدتیتانیوم و دی‌اکسید تیتانیوم با ایتریا (Y0) از جمله افزودنی‌هایی هستند که در این روش برای کاهش فاز آمورف در مرزدانه‌ها استفاده شده‌است. میکروساختار مشاهده در این کامپوزیت شامل یک زمینه (matrix) متراکم با دانه‌های ریز که در تمام جهات به‌طور یکسان هستند و ذرات زیرمیکرونی (Submicron) زیرکونیا که به‌طور یکنواخت در مرز دانه‌ها قرار گرفته‌اند، همراه با میزان کمی فاز شیشه با ویسکوزیته کم می‌باشد. نمونه‌ای از خواص مکانیکی که از این کامپوزیت به‌دست آمده‌است در جدول زیر نشان داده شده‌است. استحکام خمشی در حدود 300MPa و فاکتور ضریب شدت تنش بحرانی MPam 3-4 است، که در بالای ۸۰۰ °C این خواص کاهش پیدا می‌کند. زنگ زدن
روند اکسیداسیون آهن از انتقال الکترون از آهن به اکسیژن آغاز می‌شود. واکنش اصلی کاهش اکسیژن به صورت زیر است: به علت ایجاد یون‌های هیدروکسید سرعت انجام واکنش با حضور اسیدها بسیار بیشتر می‌شود به همین دلیل در پ‌هاشهای پایین سرعت زنگ زدن زیاد است. , الکترون‌های واکنش بالا از واکنش زیر تهیه می‌شود: زیرکونیوم
زیرکونیوم در طبیعت به صورت آزاد یافت نمی‌شود. اصلی‌ترین منبع اقتصادی زیرکونیوم، معدن سیلیکات زیرکونیوم است. زیرکون ZrSiO در استرالیا، برزیل، هند، روسیه و ایالات متحده وجود دارد. زیرکون به‌صورت پودر بی‌رنگ یا ماده بلوری و طوسی‌رنگ استخراج می‌شود. زیرکونیوم و Hafnium به نسبت ۵۰ به ۱ در زیرکون وجود دارند و جدا کردن آن‌ها بسیار دشوار است. سوپر پلاستیک
آلیاژهای آلومینیومی SPF قادر به کشش چند برابر اندازه اصلی خود و بدون خرابی در هنگام گرم شدن بین 470 تا 520 درجه سانتیگراد هستند. این آلیاژهای رقیق حاوی زیرکونیوم ، که بعداً با نام تجاری SUPRAL شناخته می شوند ، به سختی کار می کردند تا ورق بزنند و به صورت پویا به اندازه دانه ریز پایدار ، به طور معمول 4-5 میکرومتر ، در مراحل اولیه تغییر شکل داغ متبلور شدند. همچنین شکل گیری فوق العاده پلاستیکی یک فناوری پردازش خالص است که با کاهش تعداد قطعات و الزامات مونتاژ ، هزینه ساخت و مونتاژ را به طرز چشمگیری کاهش می دهد. پیش بینی می شد با استفاده از فن آوری SPF ، برای بسیاری از مجموعه های هواپیما مانند مخروط بینی و مجامع بشکه بینی 50 درصد کاهش هزینه تولید حاصل شود. از دیگر اسپین آف ها می توان به کاهش وزن ، از بین بردن هزاران اتصال دهنده ، از بین بردن ترکیب برجسته و کاهش قابل توجه در تعداد قطعات اشاره کرد. دستیابی به موفقیت برای آلیاژهای سوپرپلاستیک Al-Cu توسط Stowell ، Watts و Grimes در سال 1969 ساخته شد که اولین بار از چندین آلیاژ آلومینیوم رقیق (Al-6٪ Cu-0.5٪ Zr) با معرفی مقادیر نسبتاً زیاد زیرکونیوم به صورت سوپرپلاستیک ارائه شد. راه حل با استفاده از تکنیک های ریخته گری تخصصی و درمان الکتریکی متعاقب آن برای ایجاد رسوبات بسیار خوب ZrAl3. زیرکونیوم
زیرکونیوم قدرت جذب پایینی در جذب نوترون‌ها دارد که این ویژگی آن را برای استفاده از انرژی اتمی مطلوب می‌سازد، (مانند عناصر فلز کاری سوختی). بیش از ۹۰٪ محصولات فلز زیرکونیوم به مصرف تجاری در تولید نیروی اتمی می‌رسد. رآکتورهای جدید تجاری می‌توانند نیم میلیون فوت فلز زیرکونیوم را برای لوله‌سازی بکار ببرند. آلومینا زیرکونیا
وقتی یک ترک تحت تنش گسترش می‌یابد، تنش‌های کششی بزرگی در اطراف ترک به ویژه در منطقه نوک ترک به وجود می‌آید. این تنش‌ها، فشارهای شبکه بر روی ذرات زیرکونیای تتراگونال را آزاد می‌کند و اگر به حد کافی بزرگ باشند تنش کششی خالصی بر ذرات وارد می‌کند که در نتیجه، تبدیل فاز تتراگونال به مونوکلینیک اتفاق می‌افتد. در اثر این تبدیل انبساط حجمی در ذرات ایجاد می‌شود که نتیجهٔ آن ایجاد کرنش فشاری در اطراف ذرات است. به دلیل ایجاد این تنش‌های فشاری به ویژه روی نوک ترک، ترک بسته شده یا احتیاج به انرژی بیش‌تری برای گسترش پیدا می‌کند. در هر صورت تغییرات فازی ذرات زیرکونیا باعث جذب انرژی ترک و در نتیجه افزایش چقرمگی کامپوزیت می‌شود. آلومینا زیرکونیا
حضور ذرات زیرکونیا در زمینه آلومینا، به عنوان ذرات مجزا که قابلیت انجام دگرگونی فازی را دارند، سازوکار اصلی افزایش چقرمگی در کامپوزیت‌های آلومینا/زیرکونیا است. در حقیقت این دگرگونی فازی سبب ایجاد ریز ترک و ایجاد تنش فشاری در سطح و انحراف ترک خواهد شد. کامپوزیت آلومینا/زیرکونیا، سختی بالا آلومینا و مقاومت شکست عالی زیرکونیا را با هم ترکیب کرده و به عنوان یک جایگزین مؤثر برای زیرکونیا منوکلینیک و آلومینا در طیف گسترده‌ای از کاربردها گسترده شده‌است. در واقع، نقص اصلی زیرکونیا مونوکلینیک پیری آن به علت استحاله فازی تتراگونال به مونوکلینیک وقتی در معرض شرایط هیدروترمال قرار می‌گیرد است. از سوی دیگر مطالعات متعددی نیز نشان دادند شکست سرامیک یکپارچه آلومینا به علت مقاومت کم ان در مقابل انتشار ترک است. کامپوزیت آلومینا و زیرکونیا این اثرات را از بین می‌برد. دو دسته کامپوزیت بر اساس سیستم ZrO2 - Al2O3 ساخته شده و به صورت تجاری استفاده شده: آلومینای چقر شده با ذرات زیرکونیا (ZTA) و زیرکونیای تقویت شده با ذرات آلومینا (ATZ). آلیاژهای آلومینیوم- اسکاندیوم
اسکاندیم به‌طور جزئی در حالت جامد آلومینیوم حل می شود و محلول جامد طی فرایند  پیر سختی در دمای بالا، فاز ALSc را رسوب می دهد. این فاز می تواند به یک توزیع مناسب از ذرات کروی دست یابد که موجب افزایش قابل توجه استحکام آلیاژ آلومینیوم می گردد . آلیاژ زیرکونیوم
آلیاژهای زیرکونیوم محلول‌های جامد زیرکونیوم یا سایر فلزات هستند که یک زیرگروه رایج با علامت تجاری Zircaloy است. زیرکونیوم دارای سطح مقطع دمای نوترون، سختی بالا، شکل پذیری و مقاومت خوردگی در برابر خوردگی است. یکی از کاربردهای اصلی آلیاژهای زیرکونیوم در فناوری هسته ای به عنوان روکش میله‌های سوخت در راکتورهای هسته ای به ویژه واکنشگاه آب‌سبک است. ترکیب معمولی آلیاژهای زیرکونیوم درجه هسته ای بیش از ۹۵ درصد وزنی زیرکونیوم و کمتر از ۲ درصد قلع، نیوبیم، آهن، کروم، نیکل و سایر فلزات است که برای بهبود خواص مکانیکی و مقاومت در برابر خوردگی به آن اضافه می‌شود. اکسایش داکین
اکسایش داکین گونه‌ای از واکنش اکسایش و کاهش آلی است که طی آن یک اورتو- یا پارا-هیدروکسیلات فنیل آلدهید (سالیسیل‌آلدهید یا ۴-هیدروکسی‌بنزآلدهید) یا کتون، با هیدروژن پراکسید در محیطی بازی واکنش داده و یک بنزن‌دی‌ال به همراه یک کربوکسیلات تولید می‌کند. به طور کلی در طی یک واکنش گروه کربونیل اکسایش و هیدروژن پراکسید کاهش می‌یابد. این واکنش به افتخار شیمیدان انگلیسی، هنری درایزدال داکین نامگذاری شده است. فرایند هال–هرولت
در سلولهای آندهای Söderberg یا آند خود پخت، در هر سلول الکترولیز یک آند وجود دارد. آند درون یک قاب قرار دارد و چون پایین آند در حین الکترولیز به‌طور عمده به CO تبدیل می‌شود، آند جرم خود را از دست می‌دهد و به آرامی درون قاب خود فرومی‌رود. مواد بیشتری به بالای آند به‌طور مداوم به صورت بریکت ساخته شده از کک و زمین اضافه می‌شود. گرمای از دست رفته حاصل از عملیات ذوب برای پخت بریکت‌ها به شکل کربن مورد نیاز برای واکنش با آلومینا استفاده می‌شود. فرایند پخت در آندهای Söderberg در حین الکترولیز، PAHهای سرطان‌زا و سایر آلاینده‌ها را بیشتر نسبت به الکترولیز با آندهای پیش پخته شده منتشر می‌کند و تا حدی به همین دلیل، سلولهای با استفاده از آند پیش پخته شده در صنعت آلومینیوم بیشتر رایج شده‌اند. بعد از شکسته شدن پوسته بالای مخلوط الکترولیت، از دو طرف آند Söderberg آلومینای بیشتری به الکترولیت اضافه می‌شود. هایدیومینیوم
مانند بسیاری از آلیاژهای آلومینیوم دیگر، آلیاژ Y به‌طور خودبخود در دمای معمولی پس از عملیات حرارتی حل سازی پیر سخت می‌شود. اما آلیاژهای .R.R پس از این عملیات همچنان نرم باقی می‌مانند و برای پیر سخت شدن باید دوباره تحت عملیات حرارتی رسوبی قرار گیرند. این ویژگی باعث می‌شود که ماشین‌کاری آنها در حالت نرم آسان شود. در آلیاژ R.R.56 عملیات حرارتی محلول سازی در دمای ۵۳۰ درجه سانتی گراد انجام می‌گیرد و سپس، از این دما کوئنچ و سپس عملیات حرارتی رسوبی در دمای ۱۷۵ درجه سانتی گراد انجام می‌شود. در آلیاژ R.R.50 عملیات حرارتی محلول سازی ممکن است حذف شود و آلیاژ مستقیماً در دمای بین ۱۷۰–۱۵۵ درجه سانتی گراد تحت عملیات حرارتی رسوب سختی قرار گیرد. دماسنج تیتانیومی برای تخمین دما هندسه زیرکون
زیرکون‌ها نگهدارنده ایزتو ب‌ها در ترکیب خود هستند و بنابراین برای مطالعه کمی مفید هستند. کاتیون‌ها مثل عناصر نادر خاکی (REE)، اورانیوم (U)، سرب (Pb) و تیتانیوم (Ti) به آرامی در زیرکون‌ها پخش می‌شوند، و مقادیر اندازه‌گیری شده کاتیون‌های پخش شده در مواد معدنی زیرکون در شرایط مذاب اطراف کریستال در طول رشد قابل شخیص است. این سرعت آهسته نفوذ بسیاری از عناصر (کاتیون‌ها) که با زیرکون ترکیب شده‌اند باعث می‌شود که کریستال‌های زیرکون به احتمال زیاد منطقه بندی ترکیبی را تشکیل دهد؛ که ممکن است نشان دهنده ناحیه نوسانی یا منطقه بندی بخش باشد به عنوان ترکیب مذاب یا شرایط انرژی با گذشت زمان در اطراف کریستال تغییر می‌کند ref. این ناحیه‌ها تفاوت‌های ترکیبی بین هسته و لبه کرستال را نشان می‌دهد، شواهد قابل توجهی از تغییرات در شرایط مذاب را ارئه می‌دهد. سرعت نفوذ آهسته کاتیون‌ها همچنین از آلودگی جلوگیری می‌کند که و بوسیله نشت یا از بین رفتن ایزوتوپ‌ها از کریستال‌ها ایجاد شده‌اند و اندازه‌گیری دقیق را افزایش می هد. دی‌برید زیرکونیم
روش رسوب دهی بخار شیمیایی ( CVD) می‌تواند برای تولید دی‌برید زیرکونیوم مورد استفاده قرار گیرد. گاز هیدروژن برای کاهش بخارهای زیرکونیم تتراکلراید و بور تری‌کلراید در دما های بیشتر از ۱۸۰۰ درجه سانتی‌گراد استفاده می‌شود. اخیراً فیلم های نازک با کیفیت بالای ZrB  میتوانند توسط رسوب‌دهی بخار فیزیکی (PVD) تولید شوند. دی‌برید زیرکونیم
واکنش های استوکیومتریک همچنین با آسیاب کردن (خرد کردن آسیاب مواد با سایش) پودر Zr و B ‌سپس پرس داغ در ۶۰۰ درجه سانتی‌­گراد برای مدت زمان ۶ ساعت انجام شدند و ذرات نانو مقیاس در کریستالیت‌های پیش ­ماده‌های زیرکونیوم و بور با‌ اندازه ۱۰ نانومتر‌ مشاهده شدند. آلیاژ زیرکونیوم
این واکنش مسئول یک حادثه کوچک انفجار هیدروژنی بود که برای اولین بار در داخل ساختمان راکتور ایستگاه تولید هسته ای Three Mile Island در سال ۱۹۷۹ مشاهده شد که به ساختمان مهار آسیبی وارد نکرد. این واکنش مشابه در راکتورهای آب جوش ۱، ۲ و ۳ نیروگاه هسته‌ای فوکوشیما دایچی (ژاپن) پس از قطع شدن خنک‌کننده راکتور در اثر زلزله و حوادث سونامی مرتبط در طول فاجعه ۱۱ مارس ۲۰۱۱ رخ داد که منجر به فاجعه هسته‌ای فوکوشیما دایچی شد.. گاز هیدروژن به سالن‌های نگهداری راکتور تخلیه شد و مخلوط انفجاری هیدروژن با اکسیژن هوا منفجر شد. این انفجارها به ساختمان‌های خارجی و حداقل یک ساختمان مهار آسیب جدی وارد کرد. همچنین این واکنش در طول حادثه چرنوبیل رخ داد، زمانی که بخار از راکتور شروع به فرار کرد. بسیاری از ساختمان‌های مهار راکتور خنک‌شونده با آب دارای واحدهای نوترکیب خودکار غیرفعال مبتنی بر کاتالیزور هستند که برای تبدیل سریع هیدروژن و اکسیژن به آب در دمای اتاق قبل از رسیدن به حد مجاز انفجار نصب شده‌اند. آلکان
تجزیه یک ترکیب به وسیلهٔ گرما را پیرولیز (گرماکافت) می‌نامند که از نظر شیمیدان‌ها گسستن بر اثر گرما معنی می‌دهد. پیرولیز آلکان‌ها به ویژه وقتی با نفت سروکار داریم، کراکینگ نامیده می‌شود. در کراکینگ گرمایی، آلکان‌ها را به‌طور ساده درون اتاقی که تا دمای بالا گرم شده، عبور می‌دهند. بدین طریق می‌توان آلکان‌های بزرگ را به آلکان‌های کوچکتر و مقدار کمی هیدروژن تبدیل کرد. در روشی دیگر که در واقع اصلاح شده روش فوق می‌باشد هیدروکربن را با مقداری بخارآب رقیق می‌کنند و به مدت کوتاهی (کسری از ثانیه) ۷۰۰ تا ۹۰۰ درجه سانتیگراد حرارت می‌دهند و به سرعت سرد می‌کنند. این روش را کراکینگ گرمایی با بخار آب می‌نامند که در تولید برخی مواد شیمیایی از جمله اتیلن، پروپیلن، ایزوپرن و… اهمیت فراوان دارد. دی‌هیدروکسیل‌دار کردن
دی‌هیدروکسیل‌دار کردن یا دی‌هیدروکسیلاسیون فرایندی است که طی آن یک آلکن به یک دی‌ال مجاور تبدیل می‌شود. اگرچه مسیرهای زیادی برای دستیابی به این فرایند اکسایش وجود دارد، اما متداول‌ترین و مستقیم‌ترین فرایند، استفاده از یک فلز واسطه با حالت اکسایش بالا (به‌طور معمول اسمیم یا منگنز) است. این فلز غالباً به عنوان کاتالیزور استفاده می‌شود و اکسید کننده استوکیومتری دیگری نیز در محیط وجود دارد. علاوه بر این، سایر روش‌های شامل فلزات واسطه و غیرواسطه توسعه یافته و برای کاتالیز این واکنش مورد استفاده قرار گرفته‌اند. زیرکونیای مکعبی
دی‌اکسید زیرکونیوم که با یک تثبیت کننده (معمولاً ۱۰٪ اکسید اتریم) به‌طور کامل مخلوط می‌شود در یک مایع بخور سرد تغذیه می‌شود. تراشه‌های فلزی زیرکونیوم یا تثبیت کننده با روشی خاص(compact pile manner) وارد مخلوط پودر می‌شوند. ژنراتور RF روشن می‌شود و تراشه‌های فلزی به سرعت شروع به گرم شدن می‌کنند و به راحتی در زیرکونیا اکسیده می‌شوند. در نتیجه، پودر با هدایت حرارتی گرم می‌شود، شروع به ذوب شدن می‌کند و رسانای الکتریکی می‌شود. در ادامه، این ماده از طریق ژنراتور RF شروع به گرم شدن می‌کند. این کار ادامه می‌یابد تا زمانی که کل محصول مذاب شود. به علت وجود سیستم خنک‌کننده اطراف مایع، پوسته ای نازک از مواد جامد ساخته شده تشکیل می‌شود. این باعث می‌شود زیرکونیای مذاب در پودر خود باقی بماند، از آلودگی در امان باشد و گرما کاهش یابد. این مذاب برای اطمینان از همگن بودن و اطمینان از تبخیر همه ناخالصی‌ها، برای چند ساعت در دمای بالا باقی می‌ماند. سرانجام، کل ظرف را به آرامی از سیم پیچ‌های RF خارج می‌کنیم تا گرمایش کاهش یابد و بگذارید آرام آرام (از پایین به بالا) خنک شود. نرخی که در آن محلول از کویل‌های RF برداشته می‌شود، به عنوان تابعی از پایداری تبلور که برگرفته از نمودار انتقال فاز است. این روند تبلور را آغاز می‌کند و کریستال‌های مفید شروع به شکل‌گیری می‌کنند. پس از خنک شدن کامل ظرف تا دمای اتاق، بلورهای حاصل چند بلوک کریستالی تغییر طول یافته خواهند بود. دی‌اکسید زیرکونیوم
گروه فضایی ساختار کریستالی مکعبی، Fm3m است و پارامتر شبکه آن که تابع اندازه‌گیری در دمای بالا یا دمای اتاق می‌باشد، در حدود ۰٫۵۰۸ نانومتر است. تشخیص تفاوت بین زیرکونیا مکعبی و تتراگونال زمانی که هر دو فاز موجود باشند توسط XRD یا آزمایش پراش الکترونی بسیار مشکل است. تبدیل زیرکونیای تتراگونال به مکعبی نخستین بار توسط اسمیت وکولون در سال ۱۹۶۲ با استفاده از XRD دما بالا تشخیص داده شد. این تبدیل در دمای ۲۲۸۵ درجهٔ سانتیگراد با یک پسماند دمایی نسبتاً کوچک با ماکزیمم حدود ۳۰ درجه، رخ می‌دهد. در این حالت با انتقال کوچک اتم‌های اکسیژن در طول محور C که همراه با کاهش طول در محور C است منجر به تبدیل پلی مورفی تتراگونال به مکعبی می‌شود. البته در این حالت هیچ تغییری در پیوندها رخ نمی‌دهد. دی‌اکسید زیرکونیوم
پلی مورف تتراگونال زیرکونیا نخستین بار توسط روف و ابرت در سال ۱۹۲۹ در اثر تبدیل از فاز مونوکلینیک در رنج دمایی بالای ۱۱۰۰ تا ۱۲۰۰ مشاهده کرد. گروه فضایی آن به صورت P4_2/nmc نمایش داده می‌شود. محدوده دمایی که برای آغاز و پایان تبدیلات گزارش شده توسط روش‌های تجربی مانند XRD، دیلاتومتری، میکروسکوپ الکترونی و DTA به دست آمده‌اند. خلوص بر روی استوکیومتری (عیب استوکیومتری ناشی از نبود یون اکسیژن برای مثال وقتی در خلاء و در دمای بالا زینتر صورت می‌گیرد) و فازهای ناخالصی مزر دانه ای، تأثیر می‌گذارد. اندازه دانه نیز باعث اختلافاتی در نتایج می‌شود. محدوده دمایی ۹۵۰ تا ۱۱۵۰ درجهٔ سانتیگراد برای T_s، دمای آغاز انتقال در طول سیکل حرارتی، گزارش شده‌است. پسماند دمایی استحاله برای مثال اختلاف دمای بین دماهای T_s/ T_f در حین گرمایش و سرمایش بر اساس بعضی گزارش‌ها بالای ۳۲۰ درجهٔ سانتیگراد، اعلام شده‌است.