由于鋯的外層電子排列為4s24p64d25s2，化合價為2、3、4價，常見的為4價，鋯的穩(wěn)定性比鈦弱而比鉿強，是一強還原劑和穩(wěn)定金屬，但穩(wěn)定性受其表面狀態(tài)和雜質含量的影響。經(jīng)熔煉或碘化后制得的致密鋯非常穩(wěn)定；鎂還原獲得的海綿鋯，由于是多孔海綿狀則較活潑；特別是鋯粉，粒度越細，由表面積越大，活性越高，易與氣體、水發(fā)生反應。

    常溫下金屬鋯在空氣中極為穩(wěn)定，與空氣中的氧、氮完全不發(fā)生反應，致密鋯則能長期保持其金屬光澤。加熱時鋯強烈地吸收氧氮而形成穩(wěn)定的化合物，并在表面生成氧化物保護層。這一原理常被用于鎂還原——蒸餾結束后作為海綿鋯的出爐安全措施之一而采用，但在較高溫度下，鋯的氧化膜會失去保護作用。當溫度超過800℃時，則迅速生成ZrO2，在靜止狀態(tài)下的空氣中，鋯的氧化速率為1.08×10-2kg/(m2•h)；950℃時為7.07×10-2kg/(m2•h)。鋯在高溫下除與氧氮形成穩(wěn)定的化合物外，還可與CO2、、H2O氣發(fā)生反應。

在低壓下鋯與氧、水蒸氣等的反應溫度見下表：

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                                    溫度/℃
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H2        O2                  N2                     H2O(蒸汽)        CO與CO2
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300～400   700                 1000                  ——             ——
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760       835                 在1527以前無反應      ——             ——
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          起始反應：180～230
550       ------------------  600                    ——            500
          最佳條件：650～700
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300       400                 在400緩慢，在800迅速   300             800
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金屬鋯的力學性能
  
A．一般性能

    金屬鋯屬于高熔點金屬，但其力學性能則與熔點較低的金屬很相似，如彈性系數(shù)小，強度極限隨溫度升高而下降等。在20℃下鋯的主要力學性能見下表：

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    基 本 特 性         數(shù) 值
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    彈性系數(shù)/kg•m^-2    9.82×10^10
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    硬度HB              64～67
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    抗拉強度極限/Pa     (2.3～2.5) ×10^8
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    屈服極限/Pa         2.1×10^8
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    楊氏模量/Pa         9.39×10^8
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    泊松比              0.34
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    剪切模量/Pa         3.48×10^10
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B．中子輻照下鋯的某些力學性能

    變形較大的金屬鋯在輻照條件下，其屈服極限有所降低，伸長率則有所提高。冷變形鋯在積水通量為5×1019n/cm2下的數(shù)值見表1。而電弧爐精煉后的鋯，在600℃退火1h，再經(jīng)260℃輻照后，其屈服極限、強度極限均變化不大，見表2。

    表1  冷變形鋯的一些力學性能
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    T/K      屈服極限/ MPa       抗拉強度極限/MPa    伸長率/%
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             輻照前    輻照后    輻照前    輻照后    輻照前    輻照后
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    20       748       742       867       867       35        42
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    90       720       671       805       805       27        34
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    160      643       630       706       742       19        29
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    200      609       574       636       650       21        27
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    表2  輻照后退火鋯力學性能
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    快中子總通量    屈服極限    強度極限    斷面收縮率    在50mm長度上
      /n•cm^-2       / MPa       / MPa       /%            的伸長率/%
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    0               120         276         48            29
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    8×10^19        154         284         50            29
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    2.5×10^20      165         279         52            25
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