Průmyslové použití Zirkonia

Feb 20, 2024 Zanechat vzkaz

Getter
Zirkonium, stejně jako lithium a titan, silně absorbuje plyny, jako je dusík, vodík a kyslík. Při teplotách nad 900 stupňů Celsia může zirkonium prudce absorbovat dusík a při teplotě 200 stupňů Celsia může 100 gramů kovového zirkonia absorbovat 817 litrů vodíku, což je více než 800, 000krát více než železo. Tato vlastnost zirkonia byla široce používána, například v elektrickém vakuovém průmyslu, lidé široce používají zirkonový prášek k potažení povrchu anody a dalších vyhřívaných částí elektrického vakuového prvku a nástroje, absorbují zbytkový plyn ve vakuové trubici a vyrábět vysoce vakuové elektronky a další elektrické vakuové přístroje, aby se zlepšila jejich kvalita a prodloužila se doba jejich provozu.


Hutní akce
Zirkonium může být také použito jako „vitamín“ v metalurgickém průmyslu, kde hraje významnou roli při deoxidaci, odstraňování dusíku a odsíření. Dokud se do oceli přidá tisícina zirkonia, tvrdost a pevnost se úžasně zvýší a pancéřová ocel, nerezová ocel a žáruvzdorná ocel obsahující zirkonium jsou důležitými materiály pro výrobu zbraní národní obrany, jako jsou obrněné jednotky. vozidla, tanky, dělostřelectvo a neprůstřelné pláty. Zirkonium je přimícháno do mědi a čerpáno do měděného drátu, vodivost není oslabena, ale velmi se zlepšuje bod tání, což je velmi vhodné pro vysokonapěťové dráty. Slitiny zinku a hořčíku s obsahem zirkonia, které jsou lehké a odolné vůči vysokým teplotám, jsou dvakrát pevnější než běžné slitiny hořčíku a lze je použít při výrobě součástí proudových motorů.


Zirkonový prášek se navíc vyznačuje nízkým bodem vznícení a rychlou rychlostí hoření, což lze použít jako iniciační náplň do rozbušek, které mohou explodovat i pod vodou. Zirkonový prášek plus oxidant. Je to jako přilévat olej do ohně, hořet silným světlem a oslňovat, a je to dobrý materiál pro výrobu stopovacích kulek a světlic.


Slitina zirkonia
Slitina zirkonia je neželezná slitina složená z přidání dalších prvků k zirkonu jako matrici. Hlavními legujícími prvky jsou cín, niob, železo atd. Slitina zirkonia má dobrou odolnost proti korozi, střední mechanické vlastnosti, nízký průřez atomární absorpce tepelných neutronů, dobrou kompatibilitu s jaderným palivem a většinou se používá jako konstrukční materiál jádra pro vodu- chlazené jaderné reaktory ve vysokoteplotní a vysokotlaké vodě a páře při 300 ~ 400 stupních. Kromě toho má zirkonium vynikající odolnost proti korozi vůči různým kyselinám, zásadám a solím a má silnou afinitu ke kyslíku, dusíku a dalším plynům, takže slitiny zirkonia se také používají při výrobě dílů odolných proti korozi a součástí farmaceutických strojů, a jsou široce používány jako neevapotranspirační odplyňovací činidla v průmyslu elektrického vakua a žárovek.


V průmyslovém měřítku se vyrábějí dva typy slitin zirkonia: zirkonium-cín a zirkonium-niob. Druhy slitin první jmenované jsou Zr-2 a Zr-4 a typickým představitelem druhé jmenované je Zr-2.5Nb. Ve slitinách zirkonium-cín mohou legující prvky cín, železo, chrom a nikl zlepšit pevnost, odolnost proti korozi a tepelnou vodivost filmu odolného proti korozi a snížit citlivost stavu povrchu vůči korozi. Obvykle se slitina Zr-2 používá ve varných reaktorech a slitina Zr-4 se používá v tlakovodních reaktorech. Ve slitinách zirkonium-niob je korozní odolnost slitiny nejlepší, když se množství niobu přidá tak, aby při provozní teplotě dosáhlo limitu roztoku krystalické struktury zirkonia. Zirkoniová slitina má homogenní heterokrystalickou přeměnu a krystalická struktura je kubická s tělesným středem při vysoké teplotě a uzavřená šestiúhelníková při nízké teplotě. Slitiny zirkonia mají dobrou plasticitu a lze z nich plastickým zpracováním vyrobit trubky, plechy, tyče a dráty, dobrá je i jejich svařitelnost, kterou lze použít pro svářečské zpracování.


Zirkonium má malý průřez pro záchyt tepelných neutronů a vynikající jaderné vlastnosti, což je nepostradatelný materiál pro rozvoj průmyslu atomové energie a lze jej použít jako konstrukční materiál pro aktivní zóny reaktorů. Zirkonový prášek je hořlavý na vzduchu a lze jej použít jako rozbušku a bezdýmný střelný prach. Zirkonium lze použít jako přísadu pro dezoxidaci a odsíření vysoce kvalitní oceli, je také součástí pancéřové oceli, dělové oceli, nerezové oceli a žáruvzdorné oceli. Zirkonium je důležitým legujícím prvkem ve slitinách hořčíku, který může zlepšit pevnost v tahu a zpracovatelské vlastnosti slitin hořčíku. Zirkonium je také metamorfní činidlo pro slitiny hliníku a hořčíku, které dokáže zjemnit zrna. Zirkon a zirkon jsou nejcennější sloučeniny v žáruvzdorných materiálech. Oxid zirkoničitý je hlavním materiálem nové keramiky a nelze jej použít jako topný materiál, aby odolával vysokoteplotní oxidaci. Oxid zirkoničitý lze použít jako přísadu do smaltu a skla odolného vůči kyselinám, což může výrazně zlepšit elasticitu, chemickou stabilitu a tepelnou odolnost skla. Zirkon má silný odraz světla a dobrou tepelnou stabilitu a může být použit jako opalovací krém v keramice a skle. Zirkonium může při zahřátí absorbovat velké množství kyslíku, vodíku, čpavku a dalších plynů a je ideálním getrovým činidlem, jako je zirkonový prášek jako odplyňovací činidlo v elektronových trubicích a zirkonové dráty zirkonové desky jako podpěry hradla, podpěry anod atd. .


Práškové železo se smíchá s dusičnanem zirkoničitým, aby vznikl třpytivý prášek. Kovové zirkonium se téměř výhradně používá jako plášť pro uranové palivové články v jaderných reaktorech. Používá se také k výrobě fotografických blesků a také k odolnosti proti korozi v nádobách a potrubí, zejména v případě kyseliny chlorovodíkové a kyseliny sírové. Zirkoniové chemikálie lze použít jako síťovadla pro polymery.


Vojenské použití
Z pohledu vojenského průmyslu, pokud se do oceli přidá tisícina zirkonia, tvrdost a pevnost se úžasně zlepší. Pancéřová ocel obsahující zirkonium, dělová kovací ocel, nerezová ocel a žáruvzdorná ocel jsou důležitými materiály pro výrobu zbraní, jako jsou obrněná vozidla, tanky, děla a neprůstřelné pláty.


Z hlediska atomové energie a jaderné energie má zirkonium vynikající jadernou energii, je nepostradatelným materiálem pro rozvoj průmyslu atomové energie, velké čínské jaderné elektrárny obecně používají zirkonium, pokud se jaderná energie používá k výrobě elektřiny, každý milion kilowattů kapacity výroby elektrické energie se ročně spotřebuje 20 až 25 tun kovového zirkonia. Jaderná ponorka o výkonu 30000-koňských sil používá slitinu zirkonia jako plášť jaderného paliva a tlakovou trubku a množství použití může dosáhnout 20 až 30 tun.


Zirkonium je vzácný kov s úžasnou odolností proti korozi, extrémně vysokým bodem tání, ultra vysokou tvrdostí a pevností a je široce používán v letectví, vojenském průmyslu, jaderných reakcích a atomové energii. Odolnost proti korozi a vysoká odolnost titanových produktů používaných na "Shen VI" jsou mnohem méně odolné proti korozi než zirkonium, s bodem tání asi 1600 stupňů, zatímco bod tání zirkonia je více než 1800 stupňů a bod tání oxid zirkoničitý má teplotu až více než 2700 stupňů, takže zirkonium jako letecký materiál je jeho výkon ve všech ohledech výrazně lepší než u titanu.