Cirkonio gaminių taikymo sritys visoje pramonėje

Žmonėms cirkonis atsiranda daug anksčiau nei jis pasirodo inžineriniuose brėžiniuose. Jo sodrios ir įvairios spalvos padarė jį dekoratyviniu brangakmeniu, ir tik gilėjant supratimui apie metalą, jo pramoninis pritaikymas tapo didesne istorijos dalimi. Šiandien cirkonis pasiekia nuo keraminių plytelių ir virtuvinių peilių iki cheminių reaktorių ir branduolinio kuro rinklių – toks plitimas atspindi neįprastą atsparumo korozijai, aukštos -temperatūros stabilumo ir labai mažo neutronų sugerties skerspjūvio- derinį.

Cirkonis: nuo brangakmenio iki pramoninio metalo

Cirkonis išgaunamas iš cirkonio smėlio, daugiausia iš cirkonio silikato, ir per cirkonio kempinę paverčiamas kaltu metalu ir lydiniais. Metalas yra ne vienas produktas, o šeima: komerciškai grynas cirkonis, cirkonio -alavo lydiniai, skirti branduolinėms paslaugoms, cirkonio -niobio lydiniai, skirti aukštai-temperatūrai ir cheminiam darbui, taip pat oksidinė ir silikatinė keramika, kuri sunaudoja daugiausiai tonų. Kadangi savybės, kurios tinka branduolinio kuro apvalkalui, skiriasi nuo tų, kurios tinka cheminiam šilumokaičiui ar keraminei glazūrai, programa nusprendžia, kuris šeimos narys yra nurodytas.

Dvi charakteristikos paaiškina daugumą pramoninio naudojimo. Cirkonis atsparus įvairių rūgščių ir šarmų, ardančių nerūdijantį plieną, atakoms, o jo šiluminis neutronų gaudymo skerspjūvis-labai mažas, todėl jis gali išsilaikyti reaktoriaus šerdyje, neapnuodydamas neutronų ekonomikos. Šios dvi savybės retai egzistuoja vienoje medžiagoje, todėl cirkonis užima nišas, kurių joks pakaitalas patogiai neužpildo.

Produkto formos ir taikomos specifikacijos

Cirkonis tiekiamas įvairių malūnų formų asortimentu, ir kiekvienai formai taikoma atskira specifikacija. Formos suderinimas su teisingu dokumentu yra pirmasis veiksmas rašant veiksmingą pirkimo užsakymą.

Cheminėms reikmėms komercinės markės, tokios kaip Zr702 ir Zr705, yra įprastas kaltinis pasirinkimas, o antrasis pasižymi didesniu stiprumu, pridedant niobio. Branduolinėms paslaugoms cirkonio -alavas ir cirkonio-niobio lydiniai yra nurodyti, nes mažos neutronų sugerties ir tinkamo korozijos efektyvumo aukštos -temperatūros vandenyje derinys yra esminis kuro rinkinio projektavimas.

Keramika, ugniai atsparios medžiagos ir liejyklos

Didžiausias tonažas visai nepatenka į metalą. Cirkonio silikatas ir cirkonis naudojami kaip ugniai atsparios medžiagos, liejimo formų medžiagos ir keramikos ingredientai. Cirkoninis smėlis naudojamas liejyklų formoms ir šerdims dėl didelio atsparumo ugniai ir mažo šiluminio plėtimosi, taip pat ugniai atsparių stiklo ir plieno krosnių apmušaluose, kur aukštos temperatūros cheminis poveikis sutrumpina kitų medžiagų eksploatavimo laiką. Cirkonis taip pat tarnauja kaip abrazyvas, kaip deguonies jutiklio elementas, pagrįstas jo joniniu laidumu, ir kaip drumstiklis bei dažiklis keraminėse glazūrose ir sanitariniuose gaminiuose. Pastatuose ir interjeruose ta pati chemija vėl atsiranda plytelėse, santechnikoje ir dekoratyviniuose paviršiuose, todėl cirkonis tapo nepakeičiamu kasdienių statybinių medžiagų.

Cheminių procesų įranga ir branduolinė energija

Chemijos pramonėje cirkonio įranga parenkama servisui, kai per greitai genda nerūdijantis plienas ir nikelio lydiniai: acto rūgšties ir acto rūgšties anhidrido gamyklos, karbamido ir azoto rūgšties servisas, vandenilio peroksido gamyba ir sieros rūgšties tvarkymas. Tipiški komponentai yra šilumokaičiai, kondensatoriai, reaktoriai, kolonos, vamzdynai ir siurblio bei vožtuvų apdaila. Medžiaga parenkama ne todėl, kad tai pigiausias variantas, o todėl, kad iš priežiūros biudžeto pašalinamos pasikartojančios keitimo išlaidos.

Branduolinėje energetikoje cirkonis yra struktūrinis kuro rinkinio pagrindas. Mažas neutronų gaudymas leidžia kuro apvalkalui ir struktūriniams komponentams likti šerdyje, nesunaudojant grandininę reakciją palaikančio neutronų srauto. Eksploatacinių savybių reikalavimas yra didelis: lydinys turi išlaikyti mechaninį stiprumą, atsparus korozijai aukštos-temperatūros slėginiame vandenyje ir išlikti stabilus matmenų per ilgą tarnavimo laiką, todėl branduolinės klasės gaminamos pagal specialias kokybės programas ir griežtai kontroliuojamą chemiją.

Naudojimas medicinos, karo ir vartojimo reikmėms

Cirkonis taip pat pasiekia galutinius vartotojus tokiomis formomis, kurios retai žymimos kaip cirkonis. Cirkonio oksido keramika plačiai naudojama medicinoje ir dantų restauravime, peilių ašmenyse ir dėvimosiose dalyse, taip pat juvelyriniuose dirbiniuose, kur reikalingas patvarus, spalvos{1}}stabilus paviršius. Karinėje srityje metalas naudojamas pirotechnikos ir padegamosiose kompozicijose, o cirkonio -pagrindo medžiagos taip pat naudojamos apsauginėse ir konstrukcinėse srityse. Vartotojams naudojami papuošalai ir brangakmenių imitacijos, kur cirkonio oksido optinės savybės yra brangesni akmenys. Šias kitaip nesusijusias rinkas sieja tai, kad kiekviena priklauso nuo specifinių to paties elemento savybių: kietumo ir inertiškumo medicinos ir vartotojų atveju bei dideliu energijos išsiskyrimu arba terminiu stabilumu kariniu atveju.

Dažnai užduodami klausimai

K: Kokios yra pagrindinės cirkonio gaminių taikymo sritys?
Pagrindinės sritys – keramika ir ugniai atsparios medžiagos, liejyklos medžiagos, cheminių procesų įranga, branduolinė energetika, medicinos, karinės ir plataus vartojimo prekės. Didžiausią tonažą sudaro keramika ir ugniai atsparios medžiagos.

K: Kodėl cirkonis naudojamas branduoliniuose reaktoriuose?
Jis turi labai mažą šiluminio neutronų fiksavimo skerspjūvį-, todėl jį galima naudoti degalų apvalkalui ir pagrindinių konstrukcijų komponentams, nesugeriant neutronų, reikalingų reakcijai palaikyti, tačiau vis tiek atsparus korozijai aukštos-temperatūros vandenyje.

Kl .: Kodėl chemijos įrangai naudojamas cirkonis, o ne nerūdijantis plienas?
Cirkonis atlaiko daugybę rūgščių ir šarmų, kurie atakuoja nerūdijantį plieną, ypač acto rūgšties, karbamido, azoto rūgšties ir vandenilio peroksido eksploatacijoje. Didesnę pirmąją kainą kompensuoja daug mažesnė pakeitimo norma.

K: Kuo skiriasi Zr702 ir Zr705?
Zr702 yra komerciškai grynas cirkonis, naudojamas bendrai korozijai-atspariam darbui, o Zr705 yra sustiprintas niobio priedu ir pasirenkamas ten, kur reikalingas didesnis mechaninis atsparumas esant tokioms pat korozijos savybėms.

K: Kam naudojamas cirkonis?
Cirkonis naudojamas ugniai atspariose medžiagose, abrazyvinėse medžiagose, deguonies jutikliuose, keraminėse glazūrose ir dantų bei medicinos keramikoje, išnaudojant jo kietumą, terminį stabilumą ir joninį laidumą.

K: Kodėl cirkonis atsiranda brangakmeniuose ir keramikoje?
Cirkonio junginiai išgauna stabilias spalvas ir aukštą lūžio rodiklį dekoratyviniuose akmenyse ir glazūrose, todėl cirkonio -pagrindo medžiagos yra papuošaluose, plytelėse ir sanitariniuose gaminiuose, taip pat pramoniniuose gaminiuose.