Priodweddau Ffisegol a Niwclear
Mae zirconium yn fetel trosiannol gyda dwysedd o tua 6.49 g/cm3, pwynt toddi o tua 1852 gradd C a phwynt berwi o tua 4377 gradd C. Mae'n arian -llwyd, hydwyth ar dymheredd ystafell ac mae'n ffurfio ffilm ocsid hunan-iacháu dwys, sy'n sail i'w wrthwynebiad cyrydiad. Mae ei ehangiad thermol yn isel ac mae ei effeithlonrwydd trosglwyddo gwres yn uchel, a dyna pam mae'n ymddangos mewn cyfnewidwyr gwres yn hytrach na dim ond mewn offer labordy.
Yr eiddo sy'n gwahanu zirconiwm oddi wrth-fetelau eraill sy'n gwrthsefyll cyrydiad yw ei draws-adran amsugno isel iawn ar gyfer niwtronau thermol, tua 0.18 ysgubor fesul atom. Mae zirconium felly bron yn dryloyw i niwtronau, tra bod yr hafniwm sy'n digwydd gydag ef o ran natur yn eu hamsugno'n gryf, a dyna pam y nodir graddau niwclear ar derfyn hafniwm yn hytrach nag ar gynnwys zirconium yn unig.
Graddau a Dynodiadau UNS
Mae zirconiwm diwydiannol yn cael ei archebu mewn pedair gradd a ddefnyddir yn eang, pob un â rhif UNS sy'n ymddangos ar dystysgrif y felin. Dewisir y radd ar gyfer y ddyletswydd cyrydiad ac am y cryfder sydd ei angen, nid ar gyfer purdeb yn unig.
| Gradd | Rhif UNS | Nodwedd wahaniaethol | Ffurfiau cynnyrch cyffredin |
|---|---|---|---|
| Zr702 | R60702 | Gradd safonol puraf; Zr + Hf 99.2 % mun gyda Hf 4.5 % ar y mwyaf | Plât, dalen, stribed, tiwb, bar |
| Zr704 | R60704 | Tun{0}}gradd sy'n dwyn, tua 1.2-1.7 % Sn, ar gyfer cryfder uwch | Plât, dalen, tiwb |
| Zr705 | R60705 | Niobium-gradd dwyn, 2.0-3.0 % Nb, y cryfaf o'r pedwar | Plât, tiwb, bar |
| Zr706 | R60706 | -gradd dwyn niobium amgen gyda chydbwysedd aloi gwahanol | Plât, dalen, tiwb |
Mae ffurflenni cynnyrch yn cael eu cwmpasu gan fanylebau deunydd ar wahân: ASTM B551 ar gyfer plât, dalen a stribed, ASTM B523 ar gyfer tiwb di-dor a weldio, ac ASTM B550 ar gyfer bar a gwifren. Mae archeb brynu sy'n enwi'r radd ond nid y fanyleb cynnyrch yn gadael goddefiannau ac amlder prawf heb ei ddiffinio, felly dylai'r ddau ymddangos ar y gorchymyn.
Ymddygiad Cyrydiad
Mae zirconium yn gwrthsefyll asid hydroclorig, asid nitrig, y rhan fwyaf o asidau organig, cloridau a chyfryngau alcalïaidd, ac mae'n perfformio'n dda mewn gwasanaeth wrea a hydrogen perocsid. Mae ei derfynau yr un mor bwysig â'i gryfderau. Mae asid hydrofluorig yn ymosod arno a chan -hydoddiannau sy'n cynnwys fflworid, ac mae'n anaddas mewn asid sylffwrig crynodedig, felly mae'n rhaid gwirio cyfnewidydd gwres a bennir ar gyfer llif asid cymysg yn erbyn y cynnwys fflworid cyn rhyddhau'r radd.
Mae ymwrthedd cyrydiad yn dibynnu ar y ffilm ocsid yn aros yn gyfan. Felly mae'n rhaid i aer neu ocsigen fod yn bresennol mewn llawer o wasanaethau dyfrllyd, a gall offer sy'n rhedeg yn hollol ddiaeredig am gyfnodau hir ymddwyn yn wahanol i'r un offer mewn dolen awyredig.
Gwneuthuriad ac Ymddygiad Mecanyddol
Mae zirconium wedi'i ffurfio'n boeth ac oer yn hawdd a gellir ei weldio o dan gysgodi nwy anadweithiol gyda llenwad cyfatebol. Mae ganddo gryfder cymedrol a hydwythedd uchel yn y cyflwr annealed, felly nid ffurfio fel arfer yw'r cam cyfyngu mewn gwneuthuriad; glendid yw. Mae halogiad haearn o offer dur, meinciau gwaith neu olwynion malu yn achosi hydriding a methiant cynamserol, felly mae ardal bwrpasol ac offer pwrpasol yn arferol. Mae piclo asid ysgafn neu lanhau mecanyddol ar ôl ffurfio yn tynnu haearn wedi'i fewnosod cyn ei weini.
Ceisiadau
Y defnydd mwyaf yw offer prosesau cemegol megis cyfnewidwyr gwres, colofnau, leinin adweithyddion, pympiau a falfiau, yn enwedig lle mae ffrydiau cynnal asid hydroclorig neu glorid yn gwneud dur di-staen yn anymarferol. Mae cymwysiadau niwclear yn defnyddio aloion zirconiwm a reolir gan hafnium ar gyfer cladin tanwydd a mewnoliadau craidd, ac mae cyfeintiau llai yn mynd i gymwysiadau meddygol ac arbenigol lle mae angen biogydnawsedd a gwrthiant cyrydiad.
Cwestiynau Cyffredin
Q:Beth yw'r gwahaniaeth rhwng Zr702 a Zr705?
A: Zr702 (UNS R60702) yw'r radd heb ei aloi gyda'r ymwrthedd cyrydiad cyffredinol gorau. Mae Zr705 (UNS R60705) yn cynnwys 2.0-3.0% niobium, sy'n codi cryfder ond yn lleihau ymwrthedd cyrydiad mewn rhai cyfryngau ychydig.
Q:Pam mae hafnium wedi'i gyfyngu mewn zirconium?
A: Mae Hafnium yn amsugno niwtronau thermol yn gryf. Mewn gwasanaeth niwclear mae angen cynnwys hafniwm isel, a hyd yn oed mewn gwasanaeth cemegol mae'r terfyn Hf yn rhan o ddiffiniad y radd, er enghraifft Hf 4.5 % ar y mwyaf yn R60702.
Q:A ellir defnyddio zirconium gydag asid hydrofluorig?
A: Na. Mae ïonau fflworid yn dadelfennu'r ffilm amddiffynnol ocsid, ac mae zirconiwm yn cyrydu'n gyflym mewn asid hydrofflworig ac mewn -nentydd halogedig.
Q:Sut mae tiwb zirconium yn cael ei archebu?
A: Yn ôl gradd a rhif UNS, manyleb cynnyrch (er enghraifft ASTM B523 ar gyfer tiwb), diamedr y tu allan, trwch wal, tymer a gofynion prawf, gyda'r terfynau hafniwm ac ocsigen wedi'u nodi ar y gorchymyn.
Q:Beth sy'n achosi methiant cynnar mewn offer zirconium?
A: Halogiad haearn a hydradu yw'r achosion arferol. Mae haearn wedi'i fewnosod o offer neu feinciau dur carbon yn creu safleoedd lle mae hydrogen yn cael ei amsugno a'r metel yn cracio.
Q:A yw zirconium magnetig?
A: Na. Mae'n fetel trawsnewid an-magnetig, sy'n un ffordd ymarferol o'i wahanu oddi wrth halogiad haearn yn ystod gwiriadau gwneuthuriad.