Zirkoniumlegierungen und ihre Anwendungen

Zirkoniumlegierungen sind feste Lösungen von Zirkonium oder anderen Metallen und sind eine häufige Untergruppe, die den Markenzeichen Zircaloy trägt. Zirkonium hat einen extrem niedrigen thermischen Neutronenabsorptionsquerschnitt, eine hohe Härte, Duktilität und Korrosionsbeständigkeit. Eine der Hauptnutzungen von Zirkoniumlegierungen ist in der Kerntechnologie als Verkleidung für Brennstäbe in Kernreaktoren, insbesondere Wasserreaktoren, die typische Zusammensetzung von Kernkern- Die Zirkoniumlegierungen der Grad beträgt mehr als 95% von GewichtZirkonium und weniger als 2% Zinn, Niob, Eisen, Chrom, Nickel und anderen Metallen, die hinzugefügt werden, um die mechanischen Eigenschaften und die Korrosionsresistenz zu verbessern.Die Wasserkühlung von Reaktor-Zirkoniumlegierungen erhöht die Anforderungen für ihre Resistenz gegen oxidationsbedingte Knotenkorrosion. In der Addition wird die Oxidationsreaktion von Zirkonium mit Wasser Wasserstoff freigesetzt, die teilweise in die Legierung diffus schwächer als Legierungen; Ihre Bildung führt zu Blasen und Rissen der Verkleidung eines Phänomens, das als Wasserstoffverspräche bekannt ist.

Entwicklung

Das Rickover-ausgewählte Zirkonium als Strukturmaterial für Reaktorkomponenten mit hoher Fluxzone und als Kladding für Brennstoffpelletrohrbündel für Prototyp-U-Boot-Reaktoren. Es wurde versehentlich durch Schmelzen von Zircaloy-1 in einem Crucible entwickelt, das zuvor für Edelstahl verwendet wurde.

Anwendungen

Zirkoniumlegierungen sind korrosionsresistente und biokompatible, sodass sie in Körperimplantaten verwendet werden können. In einer spezifischen Anwendung wurden Zr-2.5NB Zirkonialegierungsmaterial liefert die vorteilhaften Oberflächeneigenschaften der Keramik (reduzierter Reibung und erhöhter Verschleißfestigkeit), während die vorteilhaften Masseneigenschaften des zugrunde liegenden Metalls (Herstellbarkeit, Frakturzähigkeit und Duktilität) für diese medizinischen Implantate beibehalten. Bietet eine gute Lösungsanwendung.Nach dem Ende des Kalten Krieges nahm die russische Nachfrage nach Zirkonium aufgrund der nuklearen Demilitarisierung zurück, was zu einer exotischen Produktion von Haushaltszirkoniumartikeln wie dem hier abgebildeten Wodka -Becher führte.