Cirkonis kaip sugėriklis: principai, savybės ir taikymas

Kas yra geteris ir kodėl cirkonis veikia

Getteris yra medžiaga, patalpinta į sandarią vakuuminę sistemą, kad būtų galima surinkti ir chemiškai surišti likusias dujas, išlaikant vakuumą visą gaminio naudojimo laiką. Cirkonis yra puikus geteris, nes jis lengvai reaguoja su deguonimi, azotu, vandeniliu ir anglimi, sudarydamas stabilius junginius ir veikia aukštesnėje temperatūroje. Vakuuminėje technologijoje cirkonio geteriai palaiko vidinį elektroninių vamzdžių, katodinių spindulių vamzdžių, lempų ir vakuumo{2}}izoliuotų gaminių vakuumą dar ilgai po pradinio siurblio-nuleidimo.

Pagrindinės cirkonio savybės

Turtas	Vertė	Aktualumas
Lydymosi temperatūra	1855 laipsnis	Stabilus aukštoje{0}}temperatūroje
Garų slėgis	Labai žemas	Neužteršia vakuumo
Afinitetas dujoms	Aukšta O, N, H, C	Getter funkcija
Atsparumas korozijai	Puikiai	Chemijos ir medicinos reikmėms
Neutronų absorbcija	Žemas	Branduolinės dangos medžiaga

Kaip veikia cirkonio geteriai

Sandariame įrenginyje cirkonio geteris dažniausiai tvirtinamas prie šildomo elemento arba nusodinamas kaip danga. Veikimo metu likusios dujų molekulės atsitrenkia į aktyvų cirkonio paviršių ir chemisorbuoja, sudarydamos oksido, nitrido, hidrido arba karbido fazes. Skirtingai nuo kai kurių greitai prisotintų geterių, cirkonis gali išsklaidyti ištirpusias dujas į savo masę esant temperatūrai, atnaujindamas paviršių ir pailgindamas geterio tarnavimo laiką. Ne-garuojantys cirkonio lydinių geteriai yra standartiniai daugelyje elektroninių ir vakuuminių įrenginių.

Cirkonio geterių taikymas

Vakuuminiai vamzdžiai ir elektroniniai įtaisai: vakuumo palaikymas stabiliam spinduliavimui ir ilgam tarnavimo laikui.

Lempos ir apšvietimas: halogeninėse ir išlydžio lempose palaikykite užpildymo dujas švarias.

Vakuuminė izoliacija: vakuumo išsaugojimas izoliuotuose stikluose ir vakuuminėse izoliacinėse plokštėse.

Dalelių greitintuvai ir moksliniai instrumentai: papildomas siurbimas sandariose sistemose.

Cirkonis Beyond Getters

Cirkonio savybės palaiko platesnį pramonės vaidmenį. Metalurgijoje jis yra degazuojantis, deoksiduojantis ir legiruojantis elementas juodųjų ir spalvotųjų metalų lydiniuose ir naudojamas kai kuriuose pirotechnikos mišiniuose. Branduolinio -rūšio cirkonio (Zircaloy-tipo lydiniai) dengiami lengvojo-vandens reaktorių kuro strypai dėl mažos neutronų sugerties ir atsparumo korozijai. Jo biologinis suderinamumas ir atsparumas korozijai tinka chirurginiams instrumentams, ypač neurochirurginiams įrankiams. Pramonėje didžioji dalis cirkonio sunaudojama kaip cirkonis (cirkonio silikatas) ugniai atspariose medžiagose, liejyklų smėlyje ir keramikoje.

Įvertinimai ir formos

Cirkonio kempinė: reaktyvioji tarpinė medžiaga iš Kroll proceso, naudojama legiravimui ir tolesniam rafinavimui.

Pramoninis -cirkonio metalas: apdoroti produktai, skirti chemijos, terminio ir geterio reikmėms.

Branduolinis -cirkonis: kontroliuojama hafnio{1}} medžiaga, skirta reaktoriaus dangai.

Cirkonio lydiniai: geteriniai lydiniai, cirkonis ir cirkonio{0}}vario lydiniai.

Gausa ir pasiūla

Cirkonis dažnai apibūdinamas kaip retas metalas, tačiau iš tikrųjų jo yra gana gausu, jis užima apie 11 vietą tarp žemės plutos elementų, lenkiantis varį, cinką ir nikelį. Manoma, kad jo retumas kyla dėl sunkumų išgauti gryną, kalųjį metalą, dėl kurio buvo atidėtas jo naudojimas pramonėje, kol subrendo šiuolaikiniai redukcijos procesai.

DUK

1. Kokias dujas gali surišti cirkonio geteris?

Cirkonis suriša deguonį, azotą, vandenilį, anglies monoksidą, anglies dioksidą ir vandens garus. Inercinėms dujoms jis yra mažiau efektyvus, todėl prietaisai, kuriems reikia užpildyti inerčiąsias dujas, jas naudoja atskirai.

2. Kaip įjungiamas cirkonio geteris?

Ne{0}}garuojantys geteriai aktyvuojami kaitinant, paprastai iki kelių šimtų laipsnių Celsijaus, o tai ištirpina paviršiaus oksidą ir atskleidžia šviežią reaktyvųjį metalą. Įjungimo temperatūra ir laikas priklauso nuo lydinio sudėties.

3. Kuo skiriasi kempinė ir -branduolinės klasės cirkonis?

Cirkonio kempinė yra akytasis reaktyvus produktas, naudojamas legiravimui ir apdorojimui. Branduolinė klasė išvaloma iki itin žemo hafnio lygio, nes hafnis stipriai sugeria neutronus ir nuodytų reaktoriaus kuro ciklą.

4. Kur cirkonis naudojamas plieno gamyboje?

Cirkonis naudojamas kaip deoksidatorius ir sulfido formai kontroliuoti kai kuriose plieno rūšyse ir specialiųjų plienų pagrindiniuose lydiniuose. Fero-cirkonio priedai padeda patobulinti grūdus ir pagerinti kietumą tam tikrose srityse.

5. Ar saugu tvarkyti cirkonį?

Cirkonio metalas birių formų yra saugus, tačiau smulkūs cirkonio milteliai yra piroforiniai, todėl kontroliuojamoje atmosferoje su jais reikia elgtis atsargiai. Apdorojimo metu susikaupusios dulkės turi būti tvarkomos taikant tinkamą vėdinimą ir priešgaisrinės saugos priemones.