Zirkoniumlegierungen 101

Zirkoniumlegierungen 101

Zirkonium ist ein silbrig-weißes Übergangsmetall mit sehr geringem Absorptionsquerschnitt für thermische Neutronen, hoher Härte, guter Duktilität und Korrosionsbeständigkeit. Zirkoniumlegierung ist eine feste Lösung von Zirkonium oder anderen Metallen. Die Hauptanwendung von Zirkoniumlegierungen liegt im Bereich der Nukleartechnik, beispielsweise als Brennstäbe in Kernreaktoren. Was sollten wir über die oben genannten Grundlagen hinaus noch über Zirkoniumlegierungen wissen? In diesem Artikel werden wir Zirkonium genauer unter die Lupe nehmen  Legierungen .

Zirkonlegierungen

1. Entwicklung von Zirkoniumlegierung

Um die Anwendung von Zirkonium in wassergekühlten Reaktoren zu untersuchen, begannen die Vereinigten Staaten in den späten 1940er Jahren mit der Untersuchung von Legierungen auf Zirkoniumbasis.

Bis Mitte der 1950er Jahre entwickelten die Vereinigten Staaten die Zrca-Loy-2-Legierung mit hervorragenden umfassenden Eigenschaften und verwendeten sie als Kernbrennstoff-Hüllmaterial für das erste Atom-U-Boot der Welt. Später entwickelten die Vereinigten Staaten erfolgreich Zr-4-, Zr-1Nb- und Zr-2.5Nb-Legierungen.

Schwamm Zirkonium

Aus Zirkoniumschwamm Zu den Zirkoniumlegierungen gehören die Vereinigten Staaten, Russland, Frankreich, Deutschland, Kanada und China zu den Ländern, die eine industrielle Produktion erreicht haben.

2. Arten von Zirkoniumlegierungen

Es gibt zwei Serien von industriell hergestellten Legierungen auf Zirkoniumbasis:die Zirkonium-Zinn-Serie und die Zirkonium-Niob-Serie. Der Vertreter der ersteren ist eine Zr-2-Legierung und die letztere ist eine Zr-2,5Nb-Legierung.

In der Zirkonium-Zinn-Reihenlegierung kann die Zugabe von Zinn, Eisen, Chrom und Nickel die Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit des Materials verbessern, die Wärmeleitfähigkeit des Korrosions- widerstandsfähiger Film und reduzieren die Korrosionsempfindlichkeit des Oberflächenzustands.

Bei den Legierungen der Zirkonium-Niob-Reihe ist die Korrosionsbeständigkeit der Legierung am besten, wenn die Zugabemenge an Niob die Mischkristallgrenze von α-Zr bei der Gebrauchstemperatur erreicht. .

3. Schweißen von Zirkonium und Zirkoniumlegierung

Zirkonium und Zirkoniumlegierungen weisen eine gute Schmelzschweißleistung auf, und häufig verwendete Schweißverfahren umfassen Wolfram-Lichtbogenschweißen und Elektronenstrahlschweißen. Allerdings ist Zirkonstaub brennbar, daher muss beim Schleifen und Schneiden von Zirkonprodukten auf die Sicherheit geachtet werden.

4. Eigenschaften und Anwendungen von Zirkoniumlegierungen

Zirkoniumlegierung hat eine gute Korrosionsbeständigkeit in Hochtemperatur- und Hochdruckwasser und Dampf bei 300 ～ 400 ℃ . Darüber hinaus hat die Zirkoniumlegierung mäßige mechanische Eigenschaften, einen geringen atomaren thermischen Neutronenabsorptionsquerschnitt und eine gute Kompatibilität mit Kernbrennstoff, sodass sie als Kernstrukturmaterial von wassergekühlten Kernreaktoren verwendet werden kann, was der Hauptzweck von <. ist starke>Zirkoniumlegierung .

Außerdem Zirkonium hat eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit gegenüber verschiedenen Säuren (wie Salzsäure, Salpetersäure, Schwefelsäure und Essigsäure), Alkalien und Salzen, daher Zirkoniumlegierungen werden auch verwendet, um korrosionsbeständige Teile herzustellen.

Außerdem hat Zirkonium eine starke Affinität zu Sauerstoff, Stickstoff und anderen Gasen, also Zirkonium und Zirkoniumlegierungen werden auch häufig als nicht verdampfbare Getter in der elektrischen Vakuum- und Glühbirnenindustrie verwendet. Gleichzeitig hat Zirkonium auch hervorragende Lichtemissionseigenschaften, so dass es zu einem Blitz- und Feuerwerksmaterial wird.

Anwendungen von Zirkoniumlegierungen

Außerdem Zirkoniumlegierung ist biokompatibel und kann daher zur Implantation in den Körper verwendet werden. Im medizinischen Bereich Zr-2,5Nb-Legierung können in Knie- oder Hüftimplantate eingesetzt werden. Diese Zirkoniumlegierung Material kann die Reibung reduzieren und die Verschleißfestigkeit erhöhen, während die Gesamtleistung beibehalten wird, und bietet eine gute Lösung für medizinische Implantate.

Schlussfolgerung 

Vielen Dank, dass Sie unseren Artikel gelesen haben und hoffen, dass er Ihnen helfen kann, Zirkoniumlegierungen besser zu verstehen . Wenn Sie mehr über Zirkonium und Zirkoniumlegierungen erfahren möchten, besuchen Sie Advanced Refractory Metals (ARM) für weitere Informationen.

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