Cirkonija galvenās īpašības un pielietojums

 

• Cirkonijs (Zr) ir devītais visizplatītākais elements, un tas ir daudz zemes garozā, veidojot 0,025%.Tā ģeoloģiskais saturs pārsniedz Zn, Pb, Ni un pat Cu un Sn, un tā rezerves ir 2,5 reizes vairāk nekā vara.

• Kušanas temperatūra ir 1882 ° C, viršanas temperatūra ir 4377 grādi, un blīvums ir 6,506 g / cm3 (20).

• Saskaņā ar cirkonija veiktspējas īpašībām cirkoniju galvenokārt izmanto kodolreaktoros, ķīmiskajās iekārtās un kā sakausējuma komponentus.

• Cirkonim ir zems termiskās neitronu absorbcijas šķērsgriezums (0,18 mērķis), un hafnijam ir augsts termisko neitronu šķērsgriezums (105 mērķis); cirkonija atomu skaits ir 4a un atomsvars 91,224.

(1) Cirkonijs ir termiski neitrāls caurlaidīgs materiāls
Neitronu starojuma ietekmē cirkonija izturība un stingrība nemainās, un tā termiskās neitronu absorbcijas šķērsgriezums ir mazs, padarot to par labu reaktora konstrukcijas materiālu.

(2) Cirkonijs, lielisks pret koroziju izturīgs materiāls, ir spēcīga izturība pret daudzām kodīgām vidēm.

Tā lieliskā izturība pret skābju, sārmu un šķidro metālu koroziju padara cirkoniju par ideālu materiālu mūsdienu siltummaiņiem, noņemšanas torņiem, žāvēšanas torņiem un reaktoru vārstiem. Vēlamais materiāls durvīm, cauruļvadiem un kodolierīcēm.

(3) Ūdeņradis un degazēšanas materiāli sāk absorbēt ūdeņradi zemas temperatūras apstākļos.

(4) Kā labākais tērauda, ​​alumīnija, magnija, vara, titāna, cirkonija, niobija uc leģējošais elements.

Kā sakausējuma piedevu to galvenokārt izmanto alumīnija-magnija sakausējumos, lai kontrolētu graudu izmēru un mikrostruktūru, un tēraudā deoksidācijai.

(1) Kodolrūpniecībā izmantotajam cirkonim hafnija saturs ir mazāks par dažām daļām uz desmit tūkstošiem, un tam ir nepieciešama termiskā apstrāde.
(2) Cirkonijs, kas nav paredzēts kodolrūpniecībai, hafnija saturs var sasniegt aptuveni 4%.

 

Cirkonijs ir aktīvs metāls un ir ļoti jutīgs pret piemaisījumu elementu klātbūtni. Nelieli piemaisījumu daudzumi var izraisīt trauslumu. Tam ir spēcīga afinitāte pret skābekli, slāpekli, ūdeņradi un citām gāzēm apkārtējā gāzē.

 

Augstās temperatūrās cirkonijs ir viegli piesārņots ar gāzi un tiek pakļauts oksidācijas reakcijai.

 

Tā var reaģēt ar skābekli gaisā istabas temperatūrā, veidojot oksīda aizsargplēvi. Šī aizsargplēve nodrošina cirkonija un sakausējumu īpaši spēcīgas pretkorozijas spējas.

 

1. Cirkonija materiāla mehāniskās īpašības istabas temperatūrā

Cirkonijam ir labas mehāniskās īpašības istabas temperatūrā. Parasti cirkoniju izmanto kā materiālu spiedtvertnēm, un tā pagarinājums nedrīkst būt mazāks par 16%. Vispārīgo konteineru materiālu minimālais pagarinājuma koeficients nedrīkst būt mazāks par 14%, un vispārīgais prasība ir tāda, ka pagarinājuma ātrums ir lielāks vai vienāds ar 20%. Lieces ass diametrs vispārējo metālu materiālu lieces testā ir 4t, un cirkonija standarts ir 10t.

2. Cirkonija materiāla augstas temperatūras un zemas temperatūras īpašības

1) Šļūdes spēks:
No laika atkarīgā deformācijas atkarīgā šļūde sprieguma apstākļos parasti tiek izteikta kā plastiskās deformācijas procentuālā daļa noteiktā laikā nemainīgas slodzes apstākļos.

2) Stresa plīsums
Metāla mūža mērīšanas metodi nemainīgas temperatūras un nemainīgas slodzes apstākļos parasti izmanto nesošajiem sakausējumiem, kas tiek bojāti īsā laika periodā.

3) Zemas temperatūras veiktspēja, cirkonim nav pārejas no zemas temperatūras elastības uz trauslumu.

4) Cirkonija un cirkonija sakausējumu nogurums, noguruma robežas.