Zr702 / Zr705 cirkonio metalas ir jo lydinių pritaikymas

Cirkonis ir jo lydiniai pasižymi išskirtinėmis branduolinėmis savybėmis ir puikiomis atsparumo korozijai bei mechaninėmis savybėmis, šiuo metu beveik visi naudojami atominės energijos pramonėje, kaip branduolinių reaktorių struktūra, apvalkalų ir valdymo strypų medžiagos.

1. Taikymas reaktoriuose

Cirkonio metalas yra tinkamas vandeniu aušinamiems reaktoriams, o jo paskirtis yra tokia:

(1) Nuolatinių pagrindinių konstrukcijų kūrimas ir kuro elementų tvirtinimas. Slėginiams vamzdeliams ir kitiems priedams gaminti.

(2) Kaip kuro elementų apvalkalo medžiaga. Kuro elementų apvalkalo medžiagai reikalingas mažas šiluminės neutronų sugerties skerspjūvis, geras atsparumas korozijai ir mechaninės savybės, kuriose cirkonio lydiniai yra labiausiai patenkinami. Be to, geras šilumos laidumas ir suderinamumas su kuru.

(3) Cirkonis yra geras priedas prie urano lydinių. Cirkonio hidridas gali būti naudojamas kaip lėtiklis reaktoriuose.

Bell yra ideali valdymo medžiaga vandeniu aušinamiems reaktoriams. Dėl gero atsparumo korozijai varpas gali būti naudojamas be apmušalų. Makaronai yra labai atsparūs spinduliuotei ir ilgai tarnauja. Šiuo metu beveik visuose vandeniu aušinamuose laivų reaktoriuose valdymo strypams gaminti naudojamas varpas.

2. Taikymas chemijos pramonėje

Kadangi cirkonis pasižymi puikiu atsparumu rūgščių, šarmų ir kitų terpių korozijai, jis vis plačiau naudojamas cheminėje įrangoje. Tokie kaip cirkonis gali būti naudojami korozijai atspariems reakcijos bokštams, siurbliams, šilumokaičiams, vožtuvams, maišytuvams, purkštukams, termoporos korpusams, vamzdynams ir talpykloms gaminti ir pan.

3. Kitos programos

Cirkonio, makaronų milteliai elektroninių vamzdžių pramonėje gali būti naudojami kaip gera degazavimo priemonė, o Zr-16A1 lydinio milteliai ir slėginis mazgas yra puiki neišsklaidanti degazavimo priemonė. Cirkonio laidai ir lakštai gali būti naudojami kaip vartų laikikliai, katodų laikikliai ir vartų medžiagos. Varpo aukšta lydymosi temperatūra ir didelė spinduliuotė, turimas varpas (W-Hf lydinys) kaitinamam siūlui gaminti, rentgeno vamzdžio katodas, aukštos įtampos dujų išlydžio vamzdžio elektrodas ir lygintuvo komponentai.

Pirotechnikos pramonėje cirkonis ir švino milteliai naudojami detonatoriams ir užtaisams gaminti. Cirkonio milteliai ir cirkonio nitratas gali būti naudojami fotografijos blykstės milteliams gaminti.

Cirkonio metalas, kaip legiravimo elementas, turi daug vertingų panaudojimo būdų lydymo pramonėje.

Plieno gamybos procese cirkonis yra galingas deoksiduojantis ir denitrifikuojantis elementas. Cirkonis rafinuoja plieno austenito grūdelius, o siera gali būti susintetinta į cirkonio sulfidą, taip užkertant kelią plieno terminiam trapumui. Cirkonis taip pat sumažina deformacijos senėjimo poveikį ir pagerina plieno atsparumą žemai temperatūrai. Magnio lydiniams, aliuminio lydiniams cirkonis yra ypač efektyvus grūdų rafinuotojas.

Pridėjus nedidelį kiekį švino, pagerėja nikelio kasybos lydinių (kurių sudėtyje yra apie 80% Ni ir 20% Cr) atsparumas. Be to, redukuojant volframo oksidus, pridedant 0,1–3% švino galima kontroliuoti grūdų augimo greitį.

Cirkonio oksidai yra rūgštims atsparaus emalio ir ugniai atsparių medžiagų žaliavos. Kai kurie cirkonio junginiai naudojami kaip dažikliai ir kaip organinių reakcijų katalizatoriai. Stiklo pramonėje cirkonio chromas naudojamas kaip specialių stiklų priedas.

Makaronų karbido (HfC) lydymosi temperatūra 3890C ir tantalo karbido (TaC) 1:4 sudėtis po (HfC-4TaC), lydymosi temperatūra 3940C, yra aukščiausia keraminių medžiagų lydymosi temperatūra. Karbido makaronai yra labai kieti ir gali būti naudojami kaip galandimo ir abrazyvinės medžiagos.