Cirkonija sakausējumi ir cirkonija vai citu metālu cietie šķīdumi, kas ir kopīga apakšgrupa ar preču zīmi Zircaloy. Cirkonijam ir ļoti zems termisko neitronu absorbcijas šķērsgriezums, augsta cietība, elastība un izturība pret koroziju.
Kāpēc izvēlēties mūs
Uzlabots aprīkojums
Aprīkoti ar kausēšanu, kalšanu, štancēšanu, sagriešanu, apstrādi un CNC, mēs nodrošinām procesus galaproduktiem.
Bagātīga pieredze
Ar vairāk nekā 20 gadu pieredzi mēs kopā ar klientiem panākam labklājību.
Kvalitātes kontrole
No VIM līdz produktiem mēs kontrolējam savu kvalitāti no rūdām.
Vienas pieturas risinājums
Vairāk nekā 3,000 tonnas krājumos, un mēs ātri piegādājam saviem klientiem.
Cirkonija sakausējumu priekšrocības
Augsta kušanas temperatūra:Cirkonija sakausējumam ir augsts kušanas punkts, ko var izmantot apstrādei un lietošanai augstas temperatūras vidē.
Izturība pret koroziju:Cirkonija sakausējumiem ir lieliska izturība pret koroziju, un tos var ilgstoši izmantot skarbās vidēs, piemēram, stiprā skābē, stiprā sārmā, augstā temperatūrā un spiedienā, tāpēc tos plaši izmanto ķīmiskās rūpniecības, jūras un kodolrūpniecības jomās.
Laba bioloģiskā saderība:Cirkonija sakausējums neizraisīs atgrūšanu, nonākot saskarē ar bioloģiskiem audiem, un to var izmantot medicīnisko ierīču un mākslīgo locītavu un citu medicīnisko materiālu ražošanā ar labu bioloģisko saderību.
Labas mehāniskās īpašības:Cirkonija sakausējumam ir lieliskas mehāniskās īpašības, tostarp augsta izturība, augsta cietība, augsta izturība un augsta nodilumizturība utt., ko var izmantot augstas kvalitātes mehānisko detaļu un instrumentu ražošanai.
Zemas termiskās neitronu absorbcijas šķērsgriezums:Cirkonija sakausējumam ir ļoti zems termiskās neitronu absorbcijas šķērsgriezums, ko var izmantot kā kodolreaktoru galvenos strukturālos materiālus, piemēram, degvielas apvalkus, spiediena caurules, stentus un atveru caurules.
Kam izmanto cirkonija sakausējumu? Kodolenerģija un vairāk
Cirkonija atomskaitlis ir 40 ar elementa simbolu Zr. Cirkonija elementam ir sudraba metāla izskats, un tā blīvums ir 6,52 g/cm3. Zr ir ļoti mazs neitronu adsorbcijas šķērsgriezums un salīdzinoši augsts kušanas punkts (1855 grādi vai 3371 grādi F), padarot cirkoniju par lielisku materiālu kodolenerģijas stieņiem. Deviņdesmitajos gados aptuveni 90% katru gadu saražotā cirkonija patērēja kodolrūpniecība. Tomēr, tā kā arvien vairāk cilvēku iepazīstas ar Zr un tā savienojumu, ir atrasts vairāk pielietojumu.
Cirkonija dioksīds jeb cirkonija dioksīds ir ļoti svarīgs cirkonija savienojums. ZrO2 var būt izejmateriāls tehniskajai keramikai, kam ir liela cietība un nodilumizturība. Cirkonijs var būt arī caurspīdīga kristāla formā, un tas ir ārkārtīgi ciets, piemēram, dimanti. Tādējādi cirkonija elementi ir sastopami arī ebrejos, piemēram, cirkonija gredzeni un cirkonija kroņi utt.
Cirkonija metālam un cirkonija sakausējumiem ir priekšrocības specializētā ķīmiskā vidē - galvenokārt etiķskābē un sālsskābē. Cirkonija izturību pret koroziju nodrošina cieši pielipušais oksīds, kas veidojas gandrīz acumirklī. Rezultātā cirkonijs ir izmantots, lai izgatavotu elektrodu komponentus, atloku skrūves, caurules un stieņus īpašiem lietojumiem. Cirkonija izstrādājumiem ir arī plašs pielietojums medicīnas iekārtās, piemēram, cirkonija implantos.
Ir konstatēts, ka materiāliem uz cirkonija bāzes ir arī dažas īpašas īpašības. Cirkonijs ir izmantots augstas temperatūras supravadošu materiālu ražošanai, un Zr kristāla stieņus bieži izmanto kā izejvielu. Cirkonija sakausējumi tiek uzskatīti arī par daudzsološiem materiāliem komerciālam amorfam metālam, ko sauc arī par metālisku stiklu. Salīdzinot ar parastajiem metāla materiāliem, amorfajam metālam nav graudu robežu, kas nodrošina labāku nodilumizturību un cietību. Turklāt amorfajiem metāliem nav graudu robežu korozijas un tie var veidoties termiski. Lai iegūtu amorfu stāvokli, izkusušie sakausējumi ir ātri jāatdzesē. Parasti ātrumam ir jābūt miljoniem K/s, nesen izstrādātie sakausējumi, kuru pamatā ir Zr, varētu sasniegt apmēram 1K/s.
Tiek prognozēts, ka cirkonija pieprasījums turpmākajos gados palielināsies, jo visā pasaulē būs pieprasījums pēc atomelektrostacijām. Tomēr tikai dažiem lieliem uzņēmumiem ir kodollīmeņa cirkonija materiālu ražošanai nepieciešamā tehnoloģija, un milzīgās investīcijas kavē jaunu dalībnieku ienākšanu. Lai gan kodolrūpniecība joprojām patērē lielu daļu katru gadu saražotā cirkonija, pēdējās desmitgadēs ir strauji attīstīti pielietojumi citās jomās, piemēram, keramikā.
Tīrs cirkonijs ir spīdīgs, pelēkbalts, spēcīgs pārejas metāls, kas mazākā mērā atgādina hafniju un titānu. Cirkoniju galvenokārt izmanto kā ugunsizturīgu un apduļķotāju, lai gan nelielos daudzumos tiek izmantots kā leģējošais līdzeklis tā spēcīgajai izturībai pret koroziju. Cirkoniju un tā sakausējumus plaši izmanto kā apšuvumu kodolreaktoru degvielai. Cirkonijs, kas sakausēts ar niobiju vai alvu, ir izcilas korozijas īpašības.
Cirkonija sakausējumu augstā izturība pret koroziju izriet no dabīgas blīva stabila oksīda veidošanās uz metāla virsmas. Šī filma ir pašatveseļojoša. Tas aug lēni temperatūrā līdz aptuveni 550 grādiem (1020 grādiem F) un paliek cieši pielipis. Vēlamā šo sakausējumu īpašība ir arī zems neitronu uztveršanas šķērsgriezums. Cirkonija trūkumi ir zemas stiprības īpašības un zema karstumizturība, ko var novērst, piemēram, sakausējot ar niobiju.
Cirkonija-niobija sakausējumi. Cirkonija sakausējumi ar niobiju tiek izmantoti kā VVER un RBMK reaktoru degvielas elementu apšuvumi. Šie sakausējumi ir RBMK reaktora montāžas kanāla pamatmateriāls. Zr + 1% Nb sakausējums, kura tips ir N-1 E-110, tiek izmantots degvielas elementu apšuvumam, un Zr + 2,5% Nb sakausējums E{{5. }} tiek piemērots montāžas kanālu caurulēm.
Cirkonijs - alvas sakausējumi. Cirkonija sakausējumi, kuros alva ir sakausējuma pamatelements, uzlabo to mehāniskās īpašības un ir plaši izplatīti ASV. Kopējai apakšgrupai ir preču zīme Zircaloy. Cirkonija-alvas sakausējumu gadījumā tiek samazināta izturība pret koroziju ūdenī un tvaikā, kā rezultātā ir nepieciešama papildu sakausēšana.
Apšuvuma materiāls jaunajām 17 × 17 degvielas konstrukcijām ir arī balstīts uz cirkonija-niobija sakausējumiem (piemēram, optimizētais ZIRLO materiāls), kam ir pierādīta uzlabota izturība pret koroziju salīdzinājumā ar iepriekšējiem degvielas apšuvuma materiāliem. Optimizētais alvas līmenis nodrošina samazinātu korozijas ātrumu, vienlaikus saglabājot priekšrocības, ko sniedz mehāniskā izturība un izturība pret paātrinātu koroziju no neparastiem ķīmiskiem apstākļiem.
Cirkonija izmaksas
Izmaksu ziņā šie sakausējumi bieži ir izvēlētie materiāli siltummaiņiem un cauruļvadu sistēmām ķīmiskās apstrādes un kodolrūpniecībā. Cirkonijs ir titāna minerālu ieguves un apstrādes un alvas ieguves blakusprodukts. No 2003. līdz 2007. gadam, kamēr minerālā cirkona cenas nepārtraukti pieauga no USD 360 līdz USD 840 par tonnu, neapstrādāta cirkonija metāla cena samazinājās no USD 39 900 līdz USD 22 700 par tonnu. Cirkonija metāls ir daudz dārgāks nekā cirkons, jo reducēšanas procesi ir dārgi. Visas izmaksas ievērojami atšķiras ar noteiktu tīrību.
Cirkonija ražošana
Cirkonija metāla ražošanai ir vajadzīgas īpašas metodes cirkonija īpašo ķīmisko īpašību dēļ. Lielāko daļu Zr metāla ražo no cirkona (ZrSiO4), reducējot cirkonija hlorīdu ar magnija metālu Kroll procesā. Kroll procesa galvenā iezīme ir cirkonija hlorīda reducēšana par metālisku cirkoniju, izmantojot magniju. Komerciālais cirkonijs, kas nav kodols, parasti satur 1–5% hafnija, kura neitronu absorbcijas šķērsgriezums ir 600x lielāks par cirkoniju. Lai izmantotu reaktoru, hafnijs ir gandrīz pilnībā jānoņem (samazina līdz < 0,02% no sakausējuma).
Cirkonija sakausējumi kodolrūpniecībā
Degvielas pārklājuma iekšējais rādiuss parasti ir rZr, 2=0,408 cm un ārējais rādiuss rZr, 1=0,465 cm.
Degvielas apšuvums ir degvielas stieņu ārējais slānis, kas atrodas starp reaktora dzesēšanas šķidrumu un kodoldegvielu (ti, degvielas granulām). Tas ir izgatavots no korozijizturīga materiāla ar zemu absorbcijas šķērsgriezumu termiskajiem neitroniem (~ 0,18 × 10–24 cm2), parasti cirkonija sakausējuma. Degvielas apvalka iekšējais rādiuss parasti ir rZr, 2=0,408 cm un ārējais rādiuss rZr, 1=0,465 cm. Salīdzinot ar degvielas granulu, degvielas apšuvumā gandrīz nerodas siltums (apšuvums ir nedaudz uzsildīts no starojuma). Viss siltums, kas rodas kurināmā, jāpārved caur apšuvumu vadīšanas ceļā; tāpēc iekšējā virsma ir karstāka par ārējo.
Tipisks kodola klases cirkonija sakausējumu sastāvs ir vairāk nekā 95% cirkonija un mazāk nekā 2% alvas, niobija, dzelzs, hroma, niķeļa un citu metālu, ko pievieno, lai uzlabotu mehāniskās īpašības un izturību pret koroziju. Līdz šim PWR visbiežāk izmantotais sakausējums ir bijis Zircaloy 4. Tomēr pašlaik tas tiek aizstāts ar jauniem cirkonija-niobija sakausējumiem, kuriem ir labāka izturība pret koroziju. Maksimālā temperatūra, kādā cirkonija sakausējumus var izmantot ar ūdeni dzesējamos reaktoros, ir atkarīga no to izturības pret koroziju. Visizplatītākie cirkonija sakausējumi, Zircaloy-2 un Zircaloy-4, satur spēcīgus stabilizatorus alvu un skābekli, kā arī stabilizatorus dzelzi, hromu un niķeli.
Zircalloy tipa sakausējumi, kuros alva ir galvenais sakausējuma elements, kas uzlabo to mehāniskās īpašības, ir plaši izplatīti visā pasaulē. Tomēr šajā gadījumā tiek samazināta izturība pret koroziju ūdenī un tvaikā, kā rezultātā rodas nepieciešamība pēc papildu sakausēšanas. Uzlabojums, ko rada piedeva niobijs, iespējams, ietver citu mehānismu. Niobija leģēto metālu augsto izturību pret koroziju ūdenī un tvaikos 400–550 grādu temperatūrā nosaka to spēja pasivēties, veidojot aizsargplēves.
Cirkonija sakausējumu oksidēšana
Cirkonija sakausējumu oksidēšana ir viens no visvairāk pētītajiem procesiem kodolrūpniecībā. Cirkonija oksidatīvā reakcija ar ūdeni izdala ūdeņraža gāzi, kas daļēji izkliedējas sakausējumā un veido cirkonija hidrīdus. Hidrīdi ir mazāk blīvi un ir mehāniski vājāki nekā sakausējums; to veidošanās rezultātā apšuvumā veidojas tulznas un plaisāšana — parādība, kas pazīstama kā ūdeņraža trauslums. Lai gan daudzi no šiem ziņojumiem ir rakstīti, lai apskatītu degvielas un tvaika reakciju ar cirkonija sakausējumiem kodolavārijas gadījumā, joprojām ir ievērojams skaits ziņojumu par cirkonija sakausējumu oksidēšanu mērenā temperatūrā aptuveni 800 K un zemāk. .
Cirkonija sakausējuma nākotnes potenciāls un attīstība
Tā kā cirkonija un cirkonija sakausējuma izstrādājumu nozares virza robežas, cirkonija sakausējums kļūst par galveno spēlētāju rūpniecisko lietojumu nākotnes veidošanā. Ar izcilo izturību pret koroziju un stabilitāti augstā temperatūrā cirkonija sakausējumi paver ceļu revolucionārām inovācijām dažādās nozarēs.
Pastāvīgie cirkonija sakausējuma tehnoloģiju izpētes un attīstības centieni veicina sasniegumus kosmosa, kodolenerģijas un ķīmiskās apstrādes nozarēs. Inženieri pēta jaunus veidus, kā uzlabot cirkonija sakausējumu izturību un izturību, paverot durvis vēl daudzveidīgākiem lietojumiem.
Papildus mehāniskajām īpašībām cirkonija sakausējuma bioloģiskā saderība padara to par pievilcīgu iespēju medicīniskiem implantiem un ierīcēm. Turpmākās izaugsmes potenciāls šajā jomā ir daudzsološs, jo pētnieki padziļināti iedziļinās cirkonija sakausējumu optimizēšanā biomedicīnas vajadzībām.
Ņemot vērā nepārtrauktus uzlabojumus un atklājumus, cirkonija sakausējuma nākotne izskatās spoža, jo tā turpina mainīt rūpnieciskos procesus un virzīt inovācijas uz priekšu.
Cirkonija sakausējuma izstrādājumu izmantošana rūpnieciskos lietojumos sniedz daudz priekšrocību, kas padara to par ļoti vēlamu materiālu dažādās nozarēs. Ar savu izcilo izturību pret koroziju, izturību augstā temperatūrā un bioloģisko savietojamību, cirkonija sakausējumi ir gatavi spēlēt arvien nozīmīgāku lomu rūpnieciskās ražošanas un tehnoloģiju nākotnes veidošanā.
Tā kā cirkonija sakausējuma izstrādājumu izstrāde un pielietošana turpinās, mēs varam sagaidīt vēl lielākus jauninājumus un progresu nozarēs, sākot no aviācijas un veselības aprūpes līdz kodolenerģijas ražošanai. Cirkonija sakausējumu daudzpusība un uzticamība padara tos par vērtīgu priekšrocību rūpniecisko procesu iespēju robežās.
Izmantojot cirkonija sakausējumu unikālās īpašības, ražotāji var uzlabot veiktspēju, efektivitāti, samazināt uzturēšanas izmaksas un galu galā gūt panākumus attiecīgajās jomās. Raugoties nākotnē, ir skaidrs, ka cirkonija sakausējuma izstrādājumi arī turpmāk būs visprogresīvāko rūpniecisko lietojumu priekšgalā visā pasaulē.
Cirkonija sakausējumi, lai apmierinātu kodolsintēzes materiālu pieprasījumu
Materiāli un kodolsintēzes reaktora dizains
Kodolsintēze pēdējos gados ir plaši pētīta, jo tā spēj radīt tīru enerģiju bez radioaktīvo blakusproduktu izplatīšanas. Kodolsintēšanā divi elementi tiek sapludināti kopā, lai atbrīvotu enerģiju. Pašlaik labākā kodolsintēzes kandidāte ir deitērija-tritija reakcija. Deitērijs un tritijs ir divi ūdeņraža izotopi, kas, sapludinot, rada hēliju, brīvos neitronus un enerģiju. Pašlaik tiek novērtēti kodolsintēzes reaktoru modeļi: DEMO, STEP un ITER.
Kodolsintēzes reaktorā neitronu efektivitātes izaicinājumi atšķiras no skaldīšanas reakcijām. Tritijs ir pastāvīgi jāpapildina, lai ilgstoši uzturētu kodolsintēzes reakcijas efektivitāti. To panāk, audzējot tritiju, izmantojot neelastīgu neitronu izkliedi. Tā kā reakcijas notiek paaugstinātā temperatūrā un ir pakļautas termiskai šļūdei, ir nepieciešami materiāli, kas var labi darboties paaugstinātā temperatūrā, vienlaikus saglabājot zemu termisko neitronu šķērsgriezumu.
Materiālu izvēle ar izcilām strukturālajām un termiskajām īpašībām ir būtiska kodolsintēzes reaktora komponentu drošai un optimālai konstrukcijai. Kodolsintēzes reaktora dizaina galvenais elements ir ģenerācijas sega, kas pasargā reaktora instrumentus no starojuma. Breeder segas sastāv no moduļu komplekta, kas nosedz kodolsintēzes reaktora tvertnes iekšpusi, un tiem ir jāiztur ārkārtējas temperatūras un intensīvas neitronu plūsmas. Turklāt tas nodrošina maksimālu reaktora efektivitāti.
Materiāli, kas ir izpētīti kā kandidāti selekcionāra segu dizainam, ir vanādijs, dzelzs, silīcijs un hroma sakausējumi un kompozītmateriāli. Jaunākie pētījumi ir parādījuši, ka cirkonijs (Zr) ir izdevīgs kandidāts, ja to izmanto kā strukturālu materiālu selekcijas segas pirmajā sienā DEMO līdzīgā reaktorā.
Cirkonija priekšrocības
Cirkonijs jau ir izmantots kā materiāls skaldīšanas reaktoros aptuveni sešus gadu desmitus. Mūsdienās daudzi cirkonija sakausējumi tiek izmantoti kā degvielas apšuvumi un mezgli vieglā ūdens skaldīšanas reaktoros. Parastie sakausējumi ietver Zr{0}}.5, ZIRLOTM un Zircaloy-2 un –4. Šo sakausējumu panākumi lielā mērā ir saistīti ar to nelielo termiskās neitronu absorbcijas šķērsgriezumu salīdzinājumā ar citiem konstrukcijas materiāla elementiem.
Neliela termiskās neitronu absorbcijas šķērsgriezuma priekšrocība ir tā, ka tas nodrošina lielāku neitronu pieejamību, kas uztur skaldīšanas reakcijas kritiskumu. Citi materiāli ir jāturpina bagātināt, kas var būt finansiāli dārgi. Tomēr, tā kā saplūšanas reakcijas notiek paaugstinātā temperatūrā un ir raksturīga termiskā šļūde, kas rodas darbības laikā, pašreizējie cirkonija sakausējumi nav pietiekami.
Pašreizējo cirkonija sakausējumu izpēte un problēmu risināšana
Pētījumā, kas publicēts Kodolmateriālu žurnālā, autori ir izpētījuši vairākus pašlaik komerciāli pieejamus cirkonija sakausējumus, tostarp bināros sakausējumus, piemēram, Zr-V un Zr-Si sakausējumus, kā arī augstākas kārtas sakausējumus, piemēram, Zr-Nb-Ti un Zr-Mo-Sn. Tika secināts, ka, veicot turpmākus pētījumus, augstākas kārtas sakausējumi varētu uzrādīt izdevīgas termiskās un strukturālās īpašības (piemēram, stiprību un elastību), vienlaikus saglabājot zemu termisko neitronu šķērsgriezumu.
Tomēr pašlaik ir nepilnīgi dati par šo sakausējumu darbību paaugstinātā temperatūrā, kas rodas ekspluatācijas laikā. Kodolsintēzes reaktorā temperatūra var viegli sasniegt pat 500-700 oC. Paredzams, ka jebkuram strukturālam materiālam, kas sastāv no cirkonija sakausējumiem, būs izcilas termiskās un mehāniskās īpašības, ja to izmantos šķidrā metāla vai ar hēliju dzesētās selekcijas segās.
Pētot pašlaik pieejamos cirkonija sakausējumus, autori secināja, ka, izmantojot Zr-4 kā selekcionāra seguma strukturālo materiālu, tritija audzēšanas koeficients ievērojami uzlabotos. Lai gan tas ir ievērojami labāks par citiem kandidātiem, piemēram, V-4Cr-4Ti, joprojām pastāv problēmas ar izturību, termiskās šļūdes pretestību un noguruma īpašībām paaugstinātā temperatūrā. Turklāt piemaisījumi var izraisīt trausluma problēmas, atvieglojot barjeras pārklājuma nepieciešamību.
Mūsu rūpnīca
Baoji West Titanium Materials Co., Ltd (West-Ti), kas atrodas Baoji, Shaanxi provincē, kas pazīstama kā Ķīnas Titāna ieleja, tika dibināta 2019. gadā ar 60 miljonu juaņu pamatkapitālu. Uzņēmums tika apvienots ar Baoji Hongyuan Titanium Industry Co., Ltd. un Baoji Overflow Industrial Co., Ltd., abiem uzņēmumiem ir vairāk nekā 20 gadu pieredze titāna nozarē. 2019. gadā kopīgi izveidotā Baoji West Titanium Materials Co., Ltd. bizness aptver reto metālu, piemēram, titāna spoļu, plākšņu, stieņu, stiepļu un titāna kalšanas, apstrādi un pārdošanu.
FAQ
Kā viens no profesionālākajiem cirkonija sakausējumu ražotājiem un piegādātājiem Ķīnā, mūs raksturo kvalitatīvi produkti un konkurētspējīga cena. Varat brīvi iegādāties cirkonija sakausējumu pārdošanai šeit un saņemiet citātu no mūsu rūpnīcas. Sazinieties ar mums, lai saņemtu pielāgotu pakalpojumu.
