Cirkonija izstrādājumu pielietojuma jomas visās nozarēs

Cirkonijs parādās cilvēku lietošanā ilgi pirms tā parādās inženiertehniskajos rasējumos. Tā bagātīgās un daudzveidīgās krāsas padarīja to par dekoratīvu dārgakmeni, un tikai padziļinot izpratni par metālu, tā rūpnieciskais pielietojums kļuva par stāsta lielāko daļu. Mūsdienās cirkonijs sasniedz no keramiskām flīzēm un virtuves nažiem līdz ķīmiskajiem reaktoriem un kodoldegvielas blokiem, kas atspoguļo neparastu korozijas izturības, augstas temperatūras stabilitātes un ļoti zemas neitronu absorbcijas-šķērsgriezuma kombināciju.

Cirkonijs: no dārgakmeņiem līdz rūpnieciskajam metālam

Cirkoniju iegūst no cirkona smiltīm, galvenokārt cirkonija silikāta, un ar cirkonija sūkli pārvērš kaltā metālā un sakausējumos. Metāls nav viens izstrādājums, bet gan saime: komerciāli tīrs cirkonijs, cirkonija-alvas sakausējumi kodolenerģijai, cirkonija-niobija sakausējumi paaugstinātai-temperatūrai un ķīmiskai lietošanai, kā arī oksīda un silikāta keramika, kas patērē lielāko tonnāžu. Tā kā kodoldegvielas apšuvumam piemērotās īpašības atšķiras no tām, kas ir piemērotas ķīmiskajam siltummainim vai keramikas glazūrai, lietojumprogramma izlemj, kurš saimes loceklis ir norādīts.

Divas īpašības izskaidro lielāko daļu rūpnieciskās izmantošanas. Cirkonijs ir izturīgs pret dažādu skābju un sārmu uzbrukumiem, kas iznīcina nerūsējošo tēraudu, un tam ir ļoti zems termiskās neitronu uztveršanas šķērsgriezums-, kas ļauj tam atrasties reaktora kodolā, nesaindējot neitronu ekonomiku. Šīs divas īpašības reti sastopamas vienā materiālā, un tas ir iemesls, kāpēc cirkonijs aizņem nišas, kuras neviens aizstājējs ērti neaizpilda.

Produktu veidlapas un piemērojamās specifikācijas

Cirkonijs tiek piegādāts plašā dzirnavu formu klāstā, un katrai formai ir sava specifikācija. Veidlapas saskaņošana ar pareizo dokumentu ir pirmais solis, lai uzrakstītu funkcionējošu pirkuma pasūtījumu.

Ķīmiskām vajadzībām komerciālās markas, piemēram, Zr702 un Zr705, ir parastās kaltās izvēles iespējas, un otrais piedāvā lielāku izturību, pievienojot niobiju. Kodolpakalpojumiem cirkonija-alva un cirkonija-niobija sakausējumi ir norādīti, jo zemas neitronu absorbcijas un adekvātas korozijas veiktspējas kombinācija augstas temperatūras ūdenī ir būtiska degvielas komplekta konstrukcijai.

Keramika, ugunsizturīgi materiāli un liešanas pielietojumi

Lielākā tonnāža vispār nenonāk metālā. Cirkonija silikāts un cirkonija oksīds tiek patērēti kā ugunsizturīgi materiāli, liešanas veidņu materiāli un keramikas sastāvdaļas. Cirkona smiltis tiek izmantotas liešanas veidnēm un serdeņiem, jo ​​tām ir augsta ugunsizturība un zema termiskā izplešanās, kā arī stikla un tērauda krāšņu ugunsizturīgo oderējumu, kur augstas temperatūras ķīmiskā iedarbība saīsina citu materiālu kalpošanas laiku. Cirkonijs papildus kalpo kā abrazīvs, kā skābekļa sensora elements, pamatojoties uz tā jonu vadītspēju, un kā duļķotājs un krāsviela keramikas glazūrās un sanitārtehnikas izstrādājumos. Ēkās un iekštelpās tā pati ķīmija atkal parādās flīzēs, sanitārtehnikas iekārtās un dekoratīvās virsmās, tāpēc cirkonijs ir kļuvis par ikdienas celtniecības materiālu neaizstājamu.

Ķīmisko procesu iekārtas un kodolenerģija

Ķīmiskajā rūpniecībā cirkonija iekārtas tiek izvēlētas servisam, kur nerūsējošais tērauds un niķeļa sakausējumi pārāk ātri sabojājas: etiķskābes un etiķskābes anhidrīda rūpnīcas, urīnvielas un slāpekļskābes serviss, ūdeņraža peroksīda ražošana un sērskābes apstrāde. Tipiski komponenti ir siltummaiņi, kondensatori, reaktori, kolonnas, cauruļvadi un sūkņa un vārstu apdare. Materiāls tiek izvēlēts nevis tāpēc, ka tas ir lētākais variants, bet gan tāpēc, ka tas no uzturēšanas budžeta noņem atkārtotas nomaiņas izmaksas.

Kodolenerģētikā cirkonijs ir degvielas komplekta strukturālais pamats. Zema neitronu uztveršana ļauj degvielas apvalkam un strukturālajiem komponentiem palikt kodolā, nepatērējot neitronu plūsmu, kas uztur ķēdes reakciju. Veiktspējas prasība ir stingra: sakausējumam jāsaglabā mehāniskā izturība, jāiztur korozija augstas -temperatūras spiediena ūdenī un jāsaglabā izmēru stabilitāte ilgu kalpošanas laiku, tāpēc kodolmateriāli tiek ražoti saskaņā ar īpašām kvalitātes programmām ar stingri kontrolētu ķīmiju.

Medicīniskā, militārā un patēriņa vajadzībām

Cirkonijs arī sasniedz galalietotājus tādās formās, kuras reti tiek marķētas kā cirkonijs. Cirkonija oksīda keramiku plaši izmanto medicīnas un zobu restaurācijās, nažu asmeņos un dilstošajās daļās, kā arī juvelierizstrādājumos, kur nepieciešama izturīga,{1}}krāsaina virsma. Militārajā jomā metālu izmanto pirotehniskos un aizdedzinošos kompozīcijās, un materiāli, kuru pamatā ir cirkonijs{3}}, tiek izmantoti arī aizsardzības un strukturālos lietojumos. Patērētāju lietošanā ietilpst dekorēšana un dārgakmeņu imitācijas, kur cirkonija oksīda optiskās īpašības atstās dārgākus akmeņus. Šos citādi nesaistītos tirgus saista tas, ka katrs balstās uz viena un tā paša elementa īpašu īpašību: cietība un inerce medicīniskajā un patērētāju gadījumā un augsta enerģijas izdalīšanās vai termiskā stabilitāte militārā gadījumā.

Bieži uzdotie jautājumi

J: Kādas ir cirkonija izstrādājumu galvenās pielietojuma jomas?
Galvenās jomas ir keramika un ugunsizturīgie materiāli, lietuvju materiāli, ķīmisko procesu iekārtas, kodolenerģija, kā arī medicīnas, militārās un patēriņa preces. Keramika un ugunsizturīgie materiāli veido lielāko tonnāžu.

J: Kāpēc cirkoniju izmanto kodolreaktoros?
Tam ir ļoti zems termiskās neitronu uztveršanas šķērsgriezums-, tāpēc to var izmantot degvielas apšuvumam un kodola strukturālajiem komponentiem, neabsorbējot neitronus, kas nepieciešami reakcijas uzturēšanai, vienlaikus izturot koroziju augstas -temperatūras ūdenī.

J: Kāpēc ķīmiskajām iekārtām tiek izmantots cirkonijs, nevis nerūsējošais tērauds?
Cirkonijs iztur daudzas skābes un sārmus, kas iedarbojas uz nerūsējošajiem tēraudiem, jo ​​īpaši etiķskābē, urīnvielā, slāpekļskābē un ūdeņraža peroksīdā. Lielākas pirmās izmaksas tiek kompensētas ar daudz zemāku nomaiņas līmeni.

J: Kāda ir atšķirība starp Zr702 un Zr705?
Zr702 ir komerciāli tīrs cirkonijs, ko izmanto vispārējai korozijizturīgai darbībai, savukārt Zr705 stiprina ar niobija piedevu, un tas ir izvēlēts, ja ir nepieciešama lielāka mehāniskā izturība ar tādu pašu koroziju.

J: Kam izmanto cirkoniju?
Cirkoniju izmanto ugunsizturīgos materiālos, abrazīvos materiālos, skābekļa sensoros, keramikas glazūrās un zobārstniecības un medicīnas keramikā, izmantojot tā cietību, termisko stabilitāti un jonu vadītspēju.

J: Kāpēc cirkonijs parādās dārgakmeņos un keramikā?
Cirkonija savienojumi rada stabilas krāsas un augstu refrakcijas indeksu dekoratīvajos akmeņos un glazūrās, tāpēc cirkonija{0}}materiāli parādās juvelierizstrādājumos, flīzēs un sanitārtehnikas izstrādājumos, kā arī rūpnieciskos izstrādājumos.