Στον τομέα της παραγωγής χημικών, υπάρχει ένας όρος που κρατά τους αρχιμηχανικούς σε εγρήγορση τη νύχτα: διάβρωση. Ισχυρά οξέα, ισχυρά αλκάλια, υψηλές θερμοκρασίες, υψηλές πιέσεις και ρέοντα λειαντικά σωματίδια-αυτά τα "χημικά τέρατα" διαβρώνουν αδυσώπητα τα εσωτερικά τοιχώματα των αντιδραστήρων, τις αρθρώσεις αγωγών και τις επιφάνειες στεγανοποίησης βαλβίδων. Μια ξαφνική διαρροή-που σχετίζεται με τη διάβρωση μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα μικρές απώλειες, όπως διακοπή παραγωγής και κόστος επισκευής ύψους εκατομμυρίων, ή σοβαρές συνέπειες όπως πυρκαγιές, εκρήξεις ή εκλύσεις τοξικών αερίων. Για την καταπολέμηση της διάβρωσης, οι μηχανικοί έχουν αναπτύξει λύσεις που περιλαμβάνουν γυάλινες επενδύσεις, πλαστικές επιστρώσεις, ακόμη και ακριβά κράματα τιτανίου. Ωστόσο, ακόμη και το τιτάνιο αποδεικνύεται ευάλωτο όταν εκτίθεται σε ορισμένα εξαιρετικά διαβρωτικά μικτά οξέα. Αυτό άλλαξε με την εισαγωγή του ζιρκονίου. Στη χημική βιομηχανία, το ζιρκόνιο απολαμβάνει ένα-επώνυμο που του αξίζει: "το άφθαρτο μέταλλο". Το μυστικό βρίσκεται στο προστατευτικό του φράγμα. Το ίδιο το ζιρκόνιο δεν είναι αδρανές. είναι τόσο αντιδραστικό όσο το αλουμίνιο. Ωστόσο, η ικανότητά του να παραμένει ανθεκτικό στη διάβρωση σε σκληρά περιβάλλοντα πηγάζει εξ ολοκλήρου από την εγγενή του ικανότητα για στιγμιαία αυτό-παθητικοποίηση{12}}.
Όταν μια φρέσκια επιφάνεια ζιρκονίου εκτίθεται στον αέρα ή σε ένα οξειδωτικό μέσο, ακόμη και για ένα μόνο δευτερόλεπτο, αντιδρά γρήγορα με το οξυγόνο για να σχηματίσει ένα πυκνό, στιβαρό και μονωτικό στρώμα μεμβράνης διοξειδίου του ζιρκονίου. Αυτή η επίστρωση οξειδίου είναι εξαιρετικά ανθεκτική. Κολλάει σφιχτά στην κάτω μεταλλική επιφάνεια σαν κεραμική θωράκιση και δεν ξεκολλάει σαν σκουριά.
Ταυτόχρονα, είναι σχεδόν τέλειο: αυτό το φιλμ έχει μεγαλύτερο όγκο από το οξειδωμένο μέταλλο και μπορεί να φράξει εντελώς όλους τους μικροσκοπικούς πόρους στην επιφάνεια του υποστρώματος ζιρκονίου, αποκόπτοντας αποτελεσματικά κάθε οδό διείσδυσης διαβρωτικών παραγόντων (όπως ιόντα χλωρίου και ιόντα υδρογόνου) προς τα μέσα. Διαθέτει επίσης ικανότητες αυτοθεραπείας. Ακόμη και αν γρατσουνιστεί ή μερικώς καταστραφεί, το εκτεθειμένο φρέσκο ζιρκόνιο σχηματίζει αμέσως ένα νέο προστατευτικό στρώμα στον αέρα ή το νερό, χωρίς να αφήνει καμία ευκαιρία για διαβρωτικά διαλύματα να εκμεταλλευτούν τη διάρρηξη.
Σε πυκνό υδροχλωρικό οξύ σε θερμοκρασίες άνω των 200 βαθμών, η συντριπτική πλειονότητα των τεχνικών μετάλλων-συμπεριλαμβανομένου του ανοξείδωτου χάλυβα-κράματα με βάση το νικέλιο-διαλύονται γρήγορα όπως η ζάχαρη που διαλύεται σε ζεστό νερό, παρουσιάζοντας ευθραυστότητα υδρογόνου ή ακόμη και διάτρηση. Ακόμη και το τιτάνιο, που συχνά αναφέρεται ως "θαλάσσιο μέταλλο", υφίσταται σοβαρή διάβρωση με ρωγμές σε διαλύματα που περιέχουν φθόριο-ή σε αραιό θειικό οξύ υψηλής-θερμοκρασίας. Το ζιρκόνιο, ωστόσο, ξεχωρίζει: υπό τυπικές ατμοσφαιρικές συνθήκες και σε σημεία βρασμού ή χαμηλότερα, ο ρυθμός διάβρωσής του σε υδροχλωρικό οξύ παραμένει αμελητέος (κάτω από 0,025 mm/έτος). Επιδεικνύει εξαιρετική σταθερότητα στο θειικό οξύ όταν οι συγκεντρώσεις είναι κάτω από 70% και οι θερμοκρασίες παραμένουν κάτω από το σημείο βρασμού. Ενάντια σε ισχυρά αλκάλια, ιδιαίτερα σε διαλύματα υδροξειδίου του νατρίου υψηλής συγκέντρωσης σε υψηλές θερμοκρασίες, ενώ πολλά μέταλλα αναπτύσσουν ρωγμές λόγω διάβρωσης λόγω τάσης, το ζιρκόνιο παρουσιάζει ανώτερη αντίσταση στα αλκάλια σε σύγκριση με τα κράματα με βάση το νικέλιο{13}. Αυτή η εξαιρετική ευελιξία καθιστά το ζιρκόνιο την απόλυτη λύση για το χειρισμό υδροχλωρικού οξέος, θειικού οξέος, νιτρικού οξέος, οργανικών οξέων και διαφόρων εξαιρετικά διαβρωτικών μικτών μέσων.
Φυσικά, το ζιρκόνιο δεν είναι φθηνό. Ένα δοχείο αντίδρασης κατασκευασμένο εξ ολοκλήρου από ζιρκόνιο μπορεί να κοστίσει δεκάδες φορές περισσότερο από ένα από συνηθισμένο ανοξείδωτο χάλυβα. Γιατί λοιπόν τα χημικά εργοστάσια με συνείδηση κόστους{2}} το επιλέγουν ακόμα; Η απάντηση βρίσκεται στο συνολικό κόστος του κύκλου ζωής-. Κατά την παραγωγή οργανικών οξέων όπως το οξικό οξύ, το ακρυλικό οξύ και το μυρμηκικό οξύ, η διάλυση ιόντων ιχνών μετάλλων μπορεί να δηλητηριάσει άμεσα τους καταλύτες, προκαλώντας αποχρωματισμό του προϊόντος. Χωρίς ζιρκόνιο, ο εξοπλισμός θα απαιτούσε τερματισμό λειτουργίας κάθε λίγους μήνες για αντικατάσταση, με αποτέλεσμα απώλειες χρόνου παραγωγής και κόστος καταλύτη αρκετές φορές υψηλότερο από εκείνο που σχετίζεται με τον ίδιο τον εξοπλισμό. Αντίθετα, ο εξοπλισμός που χρησιμοποιεί υλικά ζιρκονίου έχει διάρκεια σχεδιασμού 20–30 ετών και ουσιαστικά δεν απαιτεί συντήρηση.
Μια άλλη κλασική εφαρμογή είναι οι εναλλάκτες θερμότητας. Κατά την παραγωγή ουρίας ή τη διύλιση φωσφορικού οξέος σε υγρή-διεργασία, η απόδοση μεταφοράς θερμότητας μειώνεται απότομα μόλις εμφανιστεί απολέπιση ή διάβρωση στα τοιχώματα του σωλήνα ψύξης. Η υψηλή θερμική αγωγιμότητα του ζιρκονίου, σε συνδυασμό με την εξαιρετική του αντοχή στη διάβρωση, εξασφαλίζει σταθερή υψηλή απόδοση στους εναλλάκτες θερμότητας και μειώνει σημαντικά την κατανάλωση ενέργειας.
