коэффициент теплопроводности (50 °С) 20,96 вт/ (м ×К ) [0,050 кал/ (см ×сек ×°С)]; температурный коэффициент линейного расширения (20—400 °С) 6,9×10-6 ; удельное электрическое сопротивление Ц. высокой степени чистоты (20°С) 44,1 мком ×см. температура перехода в состояние сверхпроводимости 0,7 К. Ц. парамагнитен; удельная магнитная восприимчивость увеличивается при нагревании и при —73 °С равна 1,28×10-6 , а при 327 °С — 1,41×10-6 . Сечение захвата тепловых нейтронов (0,18 ± 0,004)×10-28 м2 , примесь гафния увеличивает это значение. Чистый Ц. пластичен, легко поддаётся холодной и горячей обработке (прокатке, ковке, штамповке). Наличие растворённых в металле малых количеств кислорода, азота, водорода и углерода (или соединений этих элементов с Ц.) вызывает хрупкость Ц. Модуль упругости (20 °С) 97 Гн/м2 (9700 кгс /мм2 ); предел прочности при растяжении 253 Мн/м2 (25,3 кгс/мм2 ); твёрдость по Бринеллю 640—670 Мн/м2 (64—67 кгс/мм2 ); на твёрдость очень сильное влияние оказывает содержание кислорода: при концентрации более 0,2% Ц. не поддаётся холодной обработке давлением.
Внешняя электронная конфигурация атома Zr 4d2 5s2 . Для Ц. характерна степень окисления +4. Более низкие степени окисления +2 и +3 известны для Ц. только в его соединениях с хлором, бромом и йодом. Компактный Ц. медленно начинает окисляться в пределах 200—400 °С, покрываясь плёнкой циркония двуокиси ZrO2 ; выше 800 °С энергично взаимодействует с кислородом воздуха. Порошкообразный металл пирофорен — может воспламеняться на воздухе при обычной температуре. Ц. активно поглощает водород уже при 300 °С, образуя твёрдый раствор и гидриды ZrH и ZrH2 ; при 1200—1300 °С в вакууме гидриды диссоциируют и весь водород может быть удалён из металла. С азотом Ц. образует при 700—800 °С нитрид ZrN. Ц. взаимодействует с углеродом при температуре выше 900 °С с образованием карбида ZrC. Карбид и нитрид Ц. — твёрдые тугоплавкие соединения; карбид Ц. — полупродукт для получения ZrCl4 . Ц. вступает в реакцию с фтором при обычной температуре, а с хлором, бромом и иодом при температуре выше 200 °С, образуя высшие галогениды ZrX4 (где Х — галоген). Ц. устойчив в воде и водяных парах до 300 °С, не реагирует с соляной и серной (до 50%) кислотами, а также с растворами щелочей (Ц. — единственный металл, стойкий в щелочах, содержащих аммиак). С азотной кислотой и царской водкой взаимодействует при температуре выше 100 °С. Растворяется в плавиковой и горячей концентрированной (выше 50%) серной кислотах. Из кислых растворов могут быть выделены соли соответствующих кислот разного состава, зависящего от концентрации кислоты. Так, из концентрированных сернокислых растворов Ц. осаждается кристаллогидрат Zr (SO4 )2 ×4H2 O; из разбавленных растворов — основные сульфаты общей формулы xZrO2 ×ySO3 ×zH2 O (где х : y > 1). Сульфаты Ц. при 800—900 °С полностью разлагаются с образованием двуокиси Ц. Из азотнокислых растворов кристаллизуется Zr (NO3 )4 ×5H2 O или ZrO (NO3 )2 ×xH2 O (где х = 2—6), из солянокислых растворов — ZrOCl2 ×8H2 O, который обезвоживается при 180—200 °С.
Получение. В СССР основным промышленным источником получения Ц. является минерал циркон ZrSiO4 . Циркониевые руды обогащаются гравитационными методами с очисткой концентратов магнитной и электростатической сепарацией. Металл получают из его соединений, для производства которых концентрат вначале разлагают. Для этого применяют: 1) хлорирование в присутствии угля при 900—1000 °С (иногда с предварительной карбидизацией при 1700—1800 °С для удаления основной части кремния в виде легколетучего SiO); при этом получается ZrCl4 , который возгоняется и улавливается; 2) сплавление с едким натром при 500—600 °С или с содой при 1100 °С: ZrSiO4 + 2Na2 CO3 = Na2 ZrO3 + Na2 SiO3 + 2CO2 ; 3) спекание с. известью или карбонатом кальция (с добавкой CaCl2 ) при 1100—1200 °С: ZrSiO4 + 3CaO = CaZrO3 + Ca2 SiO4 ; 4) сплавление с фторосиликатом калия при 900 °С: ZrSiO4
