ولأن الزركونيوم لا يمتص النيوترونات ومقاوم للحرارة والتآكل، فإنه يستخدم عادة في أنابيب محطات الطاقة النووية، وأغطية قضبان الوقود، والمكونات الهيكلية. ونظراً لخصائصه المقاومة للحرارة، فإنه يستخدم في المركبات الفضائية، والمحركات النفاثة، وأجزاء التوربينات الغازية. كما يُعرف الزركونيوم بأنه أحجار شبه كريمة تشبه الماس ــ كما أن الزركونيوم المكعب أرخص كثيراً.

كما يستخدم النيوبيوم في تطبيقات الفضاء والطيران. وفي هذا الشكل، يوجد في المواد الإنشائية المستخدمة في البناء والمنصات البحرية وفي خطوط أنابيب النفط والغاز والمنافذ. وبفضل خصائصه الفائقة التوصيل، يستخدم النيوبيوم على نطاق واسع في الإلكترونيات والمغناطيسات المستخدمة في معدات التصوير الطبي مثل أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي النووي وأجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي، وغالبًا ما يتم استخدامه مع الزركونيوم.

إن أكسيد النيوبيوم يجعل عدسات النظارات أرق من خلال زيادة معامل الانكسار للزجاج. ولأن الأجهزة مثل أجهزة تنظيم ضربات القلب وغيرها من الأجهزة الطبية تحتوي على سبائك النيوبيوم فهي خاملة فسيولوجيًا ولا تسبب الحساسية. ويمكن استخدام الطلاءات السطحية لإنشاء طبقة علوية مسامية تساعد في سرعة ونجاح عملية الاندماج العظمي.

إن طبقة أكسيد العازل التي تتكون على سطحه، وقدرته على التغطية الرقيقة على مكونات أخرى، تمكنه من أن يكون مكثفًا عالي الفعالية وصغير الحجم. وفي هذا الشكل، يتم استخدامه في الهواتف المحمولة وغيرها من الأجهزة الإلكترونية. ويشترك في نفس ميزات التعزيز مثل معادن الصمامات الأخرى، لذلك غالبًا ما تم استخدامه في مخاريط أنف طائرات الكونكورد وفوهات الصواريخ وشفرات التوربينات. يوجد التنتالوم أيضًا في الغرسات الجراحية، لأنه غير سام ولا يسبب أي استجابة مناعية لدى الثدييات.

تقنيات هندسة الأسطح للمعادن الصمامية

على الرغم من خصائص الأداء المثيرة للإعجاب بشكل عام، فإن المعادن الصمامية بها بعض نقاط الضعف. على سبيل المثال، تتفاعل سبائك الزركونيوم تحت ظروف درجات الحرارة المرتفعة فوق 900 درجة مئوية مع الماء لتكوين غاز الهيدروجين وتدهور غلاف قضبان الوقود النووي.

إن الخصائص الفريدة التي يتمتع بها النيوبيوم تمكنه من الأداء في العديد من التطبيقات التي تتطلب الكثير من الجهد. ومع ذلك، عندما يتعرض لدرجات حرارة أعلى من 400 درجة مئوية، فإنه يتأكسد ويصبح هشًا. ولأنه خامل للغاية وبالتالي فهو مقاوم لمعظم الأحماض والقلويات، يمكن أن يتآكل التنتالوم بالقلويات الساخنة وحمض الكبريتيك الساخن وحمض الهيدروفلوريك.

وبنفس الطريقة التي يتم بها تعزيز المعادن الخفيفة الأكثر شيوعًا، يمكن معالجة هذه العيوب الكيميائية والميكانيكية التي تظهرها معادن الصمامات بسهولة. يمكن للطلاءات السطحية أن تحمي من مواد تآكلية معينة، وتوفر حماية إضافية من الحرارة ويمكن أن تُضاف إليها مواد مضافة توفر تحسينات أخرى للأداء.

أحد الأساليب هو تطبيق تقنية طلاء سطحية متقدمة، مثل الأكسدة الكهروليتية البلازمية (PEO). تستخدم هذه التقنية حمام إلكتروليت وبلازما لتشكيل طلاء يشبه السيراميك على كل من المعادن الخفيفة المعروفة ومعادن الصمامات. يتمتع الطلاء المشتق من PEO بالعديد من الخصائص المفيدة التي لا يتمتع بها المعدن الأصلي وسبائك المعادن وطلاءات الأكسيد الأساسية الخاصة بهما. يتمتع الباحثون في Jewellok بخبرة واسعة عندما يتعلق الأمر بتطوير طلاءات فريدة من نوعها تعمل على تحسين أداء جميع معادن الصمامات بشكل فريد.