Zr702/Zr705 cirkónium fém és ötvözeteinek alkalmazásai

A cirkónium és ötvözetei kiemelkedő nukleáris tulajdonságokkal, kiváló korrózióállósággal és mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek, jelenleg szinte mindegyiket az atomenergia-iparban használják, mint atomreaktorok szerkezetét, burkolatokat és szabályozó rudakat.

1. Alkalmazás reaktorokban

A fém cirkónium alkalmas vízhűtéses reaktorokhoz, és felhasználása a következő:

(1) Állandó magszerkezetek készítése és fűtőelemek rögzítése. Nyomócsövek és egyéb tartozékok gyártásához.

(2) Fűtőelemek burkolóanyagaként. Az üzemanyag elem burkolóanyaga kis termikus neutronelnyelési keresztmetszetet, jó korrózióállóságot és mechanikai tulajdonságokat igényel, melyben a cirkóniumötvözetek a legmegfelelőbbek. Emellett a hővezető képesség és az üzemanyaggal való kompatibilitás is jó.

(3) A cirkónium jó adalékanyag az uránötvözetekhez. A cirkónium-hidrid reaktorokban lassítóként használható.

A Bell ideális vezérlőanyag vízhűtéses reaktorokhoz. Jó korrózióállósága miatt a harang csupasz állapotban, burkolat nélkül is használható. A tészta nagyon ellenáll a besugárzásnak és hosszú élettartamú. Jelenleg szinte minden vízhűtéses hajóreaktorban harangot használnak a vezérlőrudak gyártásához.

2. Alkalmazás a vegyiparban

Mivel a cirkónium kiválóan ellenáll a savak, lúgok és más közegek által okozott korróziónak, egyre szélesebb körben alkalmazzák vegyipari berendezésekben. Például a cirkónium felhasználható korrózióálló reakciótornyok, szivattyúk, hőcserélők, szelepek, keverők, fúvókák, hőelem burkolatok, vezetékek és tartályok bélésének és így tovább gyártására.

3. Egyéb alkalmazások

A cirkónium és a tésztapor az elektronikai csőiparban jó gáztalanító szerként használható, a Zr-16A1 ötvözetpor és a nyomáscsomó pedig kiváló nem disszipatív gáztalanító szer. A cirkóniumhuzalok és -lemezek használhatók kaputartóként, katódtartóként és kapuanyagként. A harang magas olvadáspontja és nagy emissziós képessége, elérhető harang (W-Hf ötvözet) izzószál előállításához, a röntgencső katódja, a nagyfeszültségű gázkisülési cső elektródája és az egyenirányító alkatrészek.

A pirotechnikai iparban cirkóniumot és ólomport használnak detonátorok és primerek gyártásához. A cirkóniumporból és a cirkónium-nitrátból fényképészeti vakupor készíthető.

A fém cirkónium ötvözőelemként számos értékes felhasználási területtel rendelkezik az olvasztóiparban.

Az acélgyártási folyamatban a cirkónium erős deoxidáló és denitrifikáló elem. A cirkónium finomítja az acél ausztenitszemcséit, a ként pedig szintetizálható cirkónium-szulfiddá, így megakadályozza az acél termikus ridegségét. A cirkónium emellett csökkenti a deformációs öregedés hatásait, és javítja az acél alacsony hőmérsékleti szívósságát. Magnéziumötvözetek, alumíniumötvözetek esetében a cirkónium rendkívül hatékony szemcsefinomító.

Kis mennyiségű ólom hozzáadása javítja a nikkelbányászati ​​ötvözetek (kb. 80% Ni-t és 20% Cr-t tartalmazó) ellenállását. Ezenkívül a wolfram-oxidok redukálásakor 0,1-3% ólom hozzáadásával szabályozható a szemcsék növekedése.

A cirkónium-oxidok saválló zománcok és tűzálló anyagok alapanyagai. Néhány cirkóniumvegyületet színezékként és szerves reakciók katalizátoraként használnak. Az üvegiparban a cirkónium krómot speciális üvegek adalékaként használják.

A tésztakarbid (HfC) olvadáspontja 3890°C, és a tantál-karbid (TaC) 1:4 összetételű után (HfC-4TaC), a 3940°C olvadáspont a kerámiaanyagok legmagasabb olvadáspontja. A keményfém tészta nagyon kemény, élező- és csiszolóanyagként használható.