1. كم عدد أنواع الزركونيوم الموجودة؟
زركونيوم نقي تجاري (CP)
الزركونيوم العالي مع الحد الأدنى من عناصر صناعة السبائك ، وتستخدم للتطبيقات التي تتطلب مقاومة التآكل.
سبائك الزركونيوم
تم تعديلها مع عناصر صناعة السبائك (على سبيل المثال ، القصدير ، النيوبيوم ، الحديد ، الكروم) لتعزيز خصائص محددة مثل القوة ، ليونة ، أو مقاومة الإشعاع.
2. ما هي الدرجات المختلفة من الزركونيوم؟
سلسلة Zircaloy(سبائك الدرجة النووية):
Zircaloy -2: يحتوي على SN (~ 1.2–1.7 ٪) ، Fe (~ 0. 0 7 - 0. تستخدم في مفاعلات الماء المغلي (BWRs).
Zircaloy -4: على غرار Zircaloy -2 ولكن بدون النيكل. تستخدم في مفاعلات المياه المضغوطة (PWRs) لتقليل التآكل تحت الإشعاع العالي.
سبائك الزركونيوم النيوبيوم(على سبيل المثال ، Zr -2. 5nb):
يحتوي على niobium (~ 2.5 ٪) لتحسين قوة ومقاومة التآكل في الماء ارتفاع درجة الحرارة. المستخدمة في أنابيب الضغط من مفاعلات المديعي.
3. ما هي خصائص سبائك الزركونيوم؟
4. ما هي سبيكة الزركونيوم المستخدمة؟
الصناعة النووية
الكسوة قضيب الوقود في مفاعلات PWRS و BWRS و Candu.
المكونات الهيكلية في المفاعلات (على سبيل المثال ، أنابيب الضغط ، الدعم الأساسي).
الصناعات الكيميائية والبتروكيماويات
المبادلات الحرارية والمفاعلات والصمامات وخطوط الأنابيب للبيئات المسببة للتآكل (على سبيل المثال ، خزانات التخليل ، إنتاج الأسمدة).
الطيران والبحرية
مثبتات الفضاء الجوي ، المكونات المقاومة للحريق ، والأجزاء المقاومة للتآكل البحري (على سبيل المثال ، المضخات ، أنظمة مياه البحر).
الأجهزة الطبية
يزرع (على سبيل المثال ، الطلاء الخزفي أكسيد الزركونيوم للأطراف الاصطناعية) بسبب التوافق الحيوي ومقاومة التآكل.
الإلكترونيات والطاقة
أختام درجات الحرارة العالية ، ومكونات أنبوب الفراغ ، وخلايا وقود الأكسيد الصلبة (SOFCs).
5. ما هو تآكل سبائك الزركونيوم؟
آلية مقاومة التآكل
يشكل الزركونيوم رقيقة ، ملتصقةثاني أكسيد الزركونيوم (Zro₂)طبقة الأكسيد السلبي (1-5 نانومتر سمك) في بيئات مؤكسدة أو محايدة ، تحمي المعدن من مزيد من الهجوم.
طبقة الأكسيد هي الشفاء الذاتي ، حتى في تقليل الأحماض (على سبيل المثال ، حمض الهيدروكلوريك) ، بسبب قدرة الزركونيوم على إعادة التنشيط.
مقاومة بيئات محددة
الأحماض:
مقاومة ممتازة لـ HCL المركزة (تصل إلى 70 ٪ في 100 درجة) و H2SO4 (تصل إلى 50 ٪ في 80 درجة).
أقل مقاومة لحمض الهيدروفلوريك (HF) ، الذي يذوب طبقة Zro₂.
القلويات:
مستقر في القلويات القوية (على سبيل المثال ، هيدروكسيد الصوديوم ، كوه) حتى نقطة الغليان.
البيئات المالحة والبحرية:
مقاومة للغاية لتكسير تآكل الإجهاد الناجم عن الكلوريد (SCC) ، على عكس الفولاذ المقاوم للصدأ.
المياه عالية الحرارة:
In nuclear reactors, zirconium alloys form a protective oxide layer, but prolonged exposure to high-temperature water (e.g., >300 درجة) يمكن أن تؤدي إلى الأكسدة التدريجية (على سبيل المثال ، "تفاعل الزركونيوم-المياه" في سيناريوهات الحوادث ، على الرغم من أن السبائك الحديثة تم تحسينها للتخفيف من هذا).
قيود التآكل
امتصاص الهيدروجين:
في تقليل البيئات أو أثناء اللحام ، يمكن للزركونيوم امتصاص الهيدروجين ، مما يؤدي إلىتكوين الهيدريد(ZRHX) ، والذي يسبب احتضان.
أكسدة درجة الحرارة العالية:
أعلى ~ 500 درجة في الهواء ، يتسارع الأكسدة ، وتشكيل مقاييس Zro₂ التي قد تنطلق.
اعتبارات خاصة بسبائك:
الشوائب (على سبيل المثال ، الحديد ، الألومنيوم) في Zirconium CP يمكن أن تقلل من مقاومة التآكل. يتم التحكم بعناية في سبائك مثل Zircaloy لمستويات الشوائب.
