En el camp de la producció química, hi ha un terme que manté desperts els enginyers en cap de nit: corrosió. Àcids forts, àlcalis forts, altes temperatures, altes pressions i partícules abrasives que flueixen-aquests "monstres químics" erosionen sense parar les parets interiors dels reactors, les juntes de les canonades i les superfícies de segellat de les vàlvules. Una fuita sobtada relacionada amb la corrosió-pode provocar pèrdues menors, com ara aturades de producció i costos de reparació que ascendeixen a milions, o conseqüències greus com incendis, explosions o emissions de gasos tòxics. Per combatre la corrosió, els enginyers han desenvolupat solucions que inclouen revestiments de vidre, recobriments de plàstic i fins i tot aliatges de titani cars. No obstant això, fins i tot el titani es mostra vulnerable quan s'exposa a determinats àcids barrejats altament corrosius. Això va canviar amb la introducció del zirconi. A la indústria química, el zirconi gaudeix d'un sobrenom ben-merescut: "el metall indestructible". El secret rau dins de la seva barrera protectora. El zirconi en si no és inert; és tan reactiu com l'alumini. No obstant això, la seva capacitat de mantenir-se resistent a la corrosió en entorns durs prové totalment de la seva capacitat inherent d'auto-passivació instantània.
Quan una superfície de zirconi fresca s'exposa a l'aire o a un medi oxidatiu, fins i tot durant només un segon, reacciona ràpidament amb l'oxigen per formar una capa densa, robusta i aïllant de pel·lícula de diòxid de zirconi. Aquest recobriment d'òxid és excepcionalment durador; s'adhereix fortament a la superfície metàl·lica subjacent com una armadura de ceràmica i no es desenganxa com l'òxid.
Al mateix temps, és gairebé perfecte: aquesta pel·lícula té un volum més gran que el metall oxidat i pot bloquejar completament tots els porus microscòpics de la superfície del substrat de zirconi, tallant eficaçment qualsevol via perquè els agents corrosius (com ara ions clorur i ions hidrogen) penetrin cap a dins. També posseeix capacitats-d'autocuració; fins i tot si està ratllat o parcialment danyat, el zirconi fresc exposat forma immediatament una nova capa protectora a l'aire o l'aigua, sense deixar cap oportunitat de solucions corrosives per explotar la bretxa.
En àcid clorhídric concentrat a temperatures superiors als 200 graus, la gran majoria dels metalls d'enginyeria-inclosos l'acer inoxidable i els aliatges-basats de níquel- es dissolen ràpidament com el sucre que es dissol a l'aigua calenta, mostrant fragilitat per l'hidrogen o fins i tot perforació. Fins i tot el titani, conegut sovint com el "metall marí", pateix una severa corrosió per esquerdes en solucions que contenen fluor-o àcid sulfúric diluït a-alta temperatura. Destaca, però, el zirconi: en condicions atmosfèriques estàndard i en punts d'ebullició o per sota, la seva taxa de corrosió en àcid clorhídric segueix sent insignificant (menys de 0,025 mm/any). Demostra una estabilitat excepcional en àcid sulfúric quan les concentracions són inferiors al 70% i les temperatures es mantenen per sota del punt d'ebullició. Contra els àlcalis forts, especialment en solucions d'hidròxid de sodi d'alta-concentració a temperatures elevades, mentre que molts metalls desenvolupen esquerdes per corrosió per tensió, el zirconi presenta una resistència als àlcalis superior en comparació amb els aliatges basats en-níquel. Aquesta versatilitat excepcional fa que el zirconi sigui la solució definitiva per manipular àcid clorhídric, àcid sulfúric, àcid nítric, àcids orgànics i diversos mitjans mixtos altament corrosius.
Per descomptat, el zirconi no és barat. Un recipient de reacció fet totalment de zirconi pot costar desenes de vegades més que un d'acer inoxidable normal. Aleshores, per què-les plantes químiques conscients dels costos encara opten per això? La resposta es troba en el cost total del seu cicle de vida-. Durant la producció d'àcids orgànics com l'àcid acètic, l'àcid acrílic i l'àcid fòrmic, la dissolució d'ions de metall traça pot enverinar directament els catalitzadors, provocant la decoloració del producte. Sense el zirconi, els equips requeririen parades cada pocs mesos per substituir-los, la qual cosa comporta pèrdues de temps de producció i costos de catalitzador diverses vegades superiors als associats amb l'equip en si. En canvi, els equips que utilitzen materials de zirconi tenen una vida útil de disseny de 20 a 30 anys i pràcticament no requereixen manteniment.
Una altra aplicació clàssica són els intercanviadors de calor. En la producció d'urea o en el refinament d'àcid fosfòric en procés humit-, l'eficiència de transferència de calor disminueix bruscament un cop es produeix l'escala o la corrosió a les parets del tub de refrigeració. L'alta conductivitat tèrmica del zirconi, combinada amb la seva excepcional resistència a la corrosió, garanteix una alta eficiència sostinguda en els intercanviadors de calor i redueix significativament el consum d'energia.
