Zr702/Zr705 Металлический цирконий и его сплавы

Цирконий и его сплавы обладают выдающимися ядерными свойствами, а также превосходной коррозионной стойкостью и механическими свойствами, в настоящее время почти все они используются в атомной энергетике в качестве материалов конструкции ядерных реакторов, оболочек и регулирующих стержней.

1. Применение в реакторах

Металлический цирконий подходит для реакторов с водяным охлаждением, и его применение следующее:

(1) Изготовление постоянных конструкций активной зоны и крепление твэлов. Для изготовления напорных трубок и других аксессуаров.

(2) В качестве материала оболочки топливных элементов. Материал оболочки твэла требует небольшого сечения поглощения тепловых нейтронов, хорошей коррозионной стойкости и механических свойств, наиболее удовлетворительными для которых являются циркониевые сплавы. Кроме того, хорошая теплопроводность и совместимость с топливом.

(3) Цирконий является хорошей добавкой для урановых сплавов. Гидрид циркония можно использовать в качестве замедлителя в реакторах.

Bell является идеальным материалом управления для реакторов с водяным охлаждением. Благодаря хорошей коррозионной стойкости колокол можно использовать в голом состоянии, без облицовки. Лапша обладает высокой устойчивостью к облучению и имеет длительный срок службы. В настоящее время практически во всех судовых водоохлаждаемых реакторах для изготовления стержней управления используются колпаки.

2. Применение в химической промышленности.

Поскольку цирконий обладает превосходной устойчивостью к коррозии под действием кислот, щелочей и других сред, он все более широко используется в химическом оборудовании. Например, цирконий можно использовать для изготовления устойчивых к коррозии реакционных башен, насосов, теплообменников, клапанов, мешалок, сопел, корпусов термопар, облицовки трубопроводов и контейнеров и так далее.

3. Другие приложения

Цирконий, порошок лапши в промышленности электронных ламп можно использовать в качестве хорошего дегазирующего агента, порошок сплава Zr-16A1 и узел давления являются отличным недиссипативным дегазирующим агентом. Циркониевые проволоки и листы могут использоваться в качестве держателей затворов, держателей катодов и материалов затворов. Использование колокола с высокой температурой плавления и высокой излучательной способностью, доступного колокола (сплав W-Hf) для изготовления нити накаливания, катода рентгеновской трубки, электрода высоковольтной газоразрядной трубки и компонентов выпрямителя.

В пиротехнической промышленности порошки циркония и свинца используются для изготовления детонаторов и капсюлей. Порошок циркония и нитрат циркония можно использовать для изготовления порошка для фотовспышек.

Металлический цирконий как легирующий элемент имеет множество ценных применений в металлургической промышленности.

В процессе выплавки стали цирконий является мощным раскисляющим и денитрифицирующим элементом. Цирконий измельчает аустенитные зерна стали, а сера может синтезироваться в сульфид циркония, предотвращая тем самым термическое охрупчивание стали. Цирконий также уменьшает последствия деформационного старения и улучшает низкотемпературную вязкость стали. Для магниевых и алюминиевых сплавов цирконий является чрезвычайно эффективным измельчителем зерна.

Добавление небольшого количества свинца повышает стойкость никелевых сплавов (содержащих около 80% Ni и 20% Cr). Кроме того, при восстановлении оксидов вольфрама добавление 0,1–3% свинца может контролировать скорость роста зерна.

Оксиды циркония являются сырьем для кислотостойких эмалей и огнеупорных материалов. Некоторые соединения циркония используются в качестве красителей и катализаторов органических реакций. В стекольной промышленности цирконий-хром применяют в качестве добавки для специальных стекол.

Карбид лапши (HfC) с температурой плавления 3890C и карбид тантала (TaC) в соотношении 1:4 после (HfC-4TaC), температура плавления 3940C, является самой высокой температурой плавления керамических материалов. Карбидная лапша очень твердая и может использоваться в качестве заточного и абразивного материала.