Apakah aloi zirkonium

1. Berapa banyak jenis zirkonium yang ada?

Zirkonium murni (CP) secara komersil

Zirkonium kemelut tinggi dengan elemen pengaliran minimum, digunakan untuk aplikasi yang memerlukan rintangan kakisan.

Aloi zirkonium

Diubahsuai dengan elemen aloi (contohnya, timah, niobium, besi, kromium) untuk meningkatkan sifat -sifat tertentu seperti kekuatan, kemuluran, atau rintangan radiasi.

2. Apakah gred zirkonium yang berbeza?

Gred	Kesucian (%)	Sifat utama	Aplikasi biasa
Zr -1	~99.2%	Kemuluran tertinggi, kekuatan terendah	Pemprosesan kimia, aeroangkasa
Zr -2	~99.0%	Kemuluran dan rintangan kakisan yang seimbang	Penukar haba, injap, pam
Zr -3	~98.8%	Kekuatan yang lebih tinggi, kemuluran sedikit lebih rendah	Komponen Struktur, Kapal Tekanan
Zr -4	~98.5%	Kekuatan tertinggi, kemuluran sederhana	Aplikasi Nuklear (pelapisan)*

Siri Zircaloy(Aloi gred nuklear):

Zircaloy -2: Mengandungi sn (~ 1.2-1.7%), fe (~ 0. 0 7 - 0. 2 {{1 0}} Digunakan dalam reaktor air mendidih (BWRs).

Zircaloy -4: Sama seperti Zircaloy -2 tetapi tanpa nikel. Digunakan dalam reaktor air bertekanan (PWR) untuk mengurangkan kakisan di bawah radiasi yang tinggi.

Aloi zirkonium-niobium(misalnya, zr -2. 5NB):

Mengandungi niobium (~ 2.5%) untuk peningkatan kekuatan dan ketahanan kakisan dalam air suhu tinggi. Digunakan dalam tiub tekanan reaktor Candu.

3. Apakah sifat aloi zirkonium?

Harta	Butiran utama
Rintangan kakisan	Rintangan yang luar biasa terhadap kebanyakan asid (contohnya, HCl, H2SO4), alkali, dan air masin. Menentang kakisan pitting dan celah.
Kekuatan mekanikal	Kekuatan sederhana (kekuatan hasil: 50-300 MPa, bergantung kepada rawatan gred\/aloi dan haba). Kemuluran yang tinggi membolehkan pembentukan lembaran\/tiub nipis.
Sifat terma	Kekonduksian terma yang baik (~ 22 w\/m · k untuk CP ZR) dan pengembangan haba yang rendah, sesuai untuk aplikasi suhu tinggi.
Sifat nuklear	Penyerapan neutron rendah rentas keratan (sesuai untuk reaktor nuklear). Aloi seperti zircaloy mengekalkan sifat di bawah radiasi.
Biokompatibiliti	Inert dalam cecair badan, digunakan dalam implan perubatan (contohnya, lekapan gigi, skru tulang).
Kebolehkerjaan	Mudah dikimpal, brazed, dan machined, walaupun unsur -unsur aloi mungkin sedikit mengurangkan kebolehkerjaan.

info-444-439 info-444-442

4. Untuk apa aloi zirkonium digunakan?

Industri nuklear

Rod bahan bakar di PWRS, BWRS, dan reaktor Candu.

Komponen struktur dalam reaktor (contohnya, tiub tekanan, sokongan teras).

Industri kimia dan petrokimia

Penukar haba, reaktor, injap, dan saluran paip untuk persekitaran yang menghakis (contohnya, tangki acar, pengeluaran baja).

Aeroangkasa dan Marin

Pengikat aeroangkasa, komponen tahan api, dan bahagian tahan karat laut (contohnya, pam, sistem air laut).

Peranti perubatan

Implan (contohnya, lapisan seramik zirkonium oksida untuk prostetik) disebabkan oleh biokompatibiliti dan rintangan kakisan.

Elektronik dan tenaga

Meterai suhu tinggi, komponen tiub vakum, dan sel bahan api oksida pepejal (SOFCs).

5. Apakah kakisan aloi zirkonium?

Mekanisme rintangan kakisan

Zirkonium membentuk nipis, berpegang teguhzirkonium dioksida (zro₂)Lapisan oksida pasif (1-5 nm tebal) dalam persekitaran pengoksidaan atau neutral, melindungi logam dari serangan selanjutnya.

Lapisan oksida adalah penyembuhan diri, walaupun dalam mengurangkan asid (misalnya, HCl), disebabkan oleh keupayaan zirkonium untuk memasuki semula.

Penentangan terhadap persekitaran tertentu

Asid:

Rintangan yang sangat baik terhadap HCl pekat (sehingga 70% pada 100 darjah) dan H2SO4 (sehingga 50% pada 80 darjah).

Kurang tahan terhadap asid hidrofluorik (HF), yang membubarkan lapisan zro₂.

Alkalis:

Stabil dalam alkali yang kuat (contohnya, NaOH, KOH) sehingga titik mendidih.

Persekitaran air masin dan laut:

Sangat tahan terhadap keretakan kakisan tekanan yang disebabkan oleh klorida (SCC), tidak seperti keluli tahan karat.

Air suhu tinggi:

In nuclear reactors, zirconium alloys form a protective oxide layer, but prolonged exposure to high-temperature water (e.g., >300 darjah) boleh menyebabkan pengoksidaan secara beransur-ansur (misalnya, "reaksi zirkonium-air" dalam senario kemalangan, walaupun aloi moden dioptimumkan untuk mengurangkan ini).

Batasan kakisan

Penyerapan hidrogen:

Dalam mengurangkan persekitaran atau semasa kimpalan, zirkonium dapat menyerap hidrogen, yang membawa kepadaPembentukan hidrida(ZRHX), yang menyebabkan pelengkap.

Pengoksidaan suhu tinggi:

Di atas ~ 500 darjah di udara, pengoksidaan mempercepatkan, membentuk skala zro₂ yang boleh dibuang.

Pertimbangan khusus aloi:

Kekotoran (contohnya, besi, aluminium) dalam zirkonium CP dapat mengurangkan rintangan kakisan. Aloi seperti Zircaloy dikawal dengan teliti untuk tahap kekotoran.