ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Области применения циркония из "Металлургия редких металлов Издание 2 " В первых четырех областях применяется металлический цирконий или сплавы на его основе. [c.277] Атомная энергетика. В 1950 г. в связи с развитием атомной энергетики цирконий привлек к себе внимание как возможный конструкционный материал для энергетических ядерных реакторов. Это вызвало организацию промышленного производства ковкого циркония и сплавов на его основе. Ценность циркония как конструкционного материала для атомной техники определяется тем, что цирконий имеет малое сечение захвата тепловых нейтронов ( 0,2 барн), высокую антикоррозионную стойкость, хорошие механические свойства. [c.277] Малое сечение захвата тепловых нейтронов, свойственное цирконию, не сразу было обнаружено, так как цирконий обычно содержит примесь элемента гафния в количестве 0,5— у которого сечение захвата значительно выше 115 барн). В связи с этим для использования циркония в атомной технике потребовалось решить сложную задачу очистки циркония от его химического аналога — гафния. [c.277] Цирконий и сплавы на его основе применяются в энергетических атомных реакторах, рабочие температуры в которых высоки, и вследствие этого становится непригодным алюминий. Из циркония изготовляют защитные оболочки для урановых тепловыделяющих элементов, каналы, в которых циркулирует теплопередающая жидкость, и другие детали конструкций. Жаропрочность циркония и стойкость его против действия воды и пара можно повысить добавками олова (1,4—1,6%), а также малыми присадками железа (0,1—0,15%), хрома (0,08—0,12%), никеля (0,04—0,06%). Сплав, содержащий перечисленные выше легирующие добавки, носит название цирколлой-2 [1, 2, 16]. [c.277] Подобно молибдену, цирконий применяется для легирования урана, употребляемого в качестве тепловыделяющих элементов в атомных реакторах, придавая им механическую прочность и стойкость против коррозии. [c.277] Электроника. В производстве электровакуумных приборов используют свойство циркония поглощать газы, что позволяет поддерживать высокий вакуум в электронных приборах. Для этой цели ковкий цирконий или порошок циркония наносят на поверхность анодов, сеток и других нагреваемых деталей электровакуумного прибора. Нанесение циркония на поверхность сетки в радиолампах способствует подавлению эмиссии сетки. [c.277] Циркониевую фольгу применяют в рентгеновских трубках с молибденовыми антикатодами. Фольга служит здесь фильтром для повышения монохроматичности излучения. [c.277] Пиротехника и производство боеприпасов. В этой области используют порошкообразный цирконий, имеющий низкую температуру воспламенения и высокую скорость сгорания. [c.278] Порошки циркония применяют в качестве воспламенителя в смесях для капсулей-детонаторов, а также в смесях для фотовспышек. В смеси с окислителями (нитратом бария или бертол-летовой солью) порошки циркония образуют бездымный порох. [c.278] Машиностроение. До последнего времени ковкий цирконий и сплавы на его основе применялись преимущественно в атомной технике. Однако при дальнейшем расширении его производства и снижении стоимости цирконий может быть эффективно использован в химическом машиностроении как кислотостойкий материал, для изготовления деталей центрифуг, насосов, конденсаторов,. испарителей в общем машиностроении (поршни, шатуны, тяги и др.) в турбостроении (лопасти турбин и другие детали) в производстве медицинского инструмента. [c.278] Производство сталей и сплавов с цветными металлами. Присадки циркония широко используют в производстве сталей с целью раскисления, очистки стали от азота, а также для связывания серы. Цирконий, кроме того,— ценный легирующий элемент, его вводят в некоторые сорта броневых сталей, сталей для орудийных поковок, нержавеющих и жаропрочных сталей. Для введения в стали используют ферросиликоцирконий (40—45% 2г, 20—24% 51, остальное железо). [c.278] Цирконий входит в состав ряда сплавов на основе цветных металлов (меди, магния, свинца, никеля). [c.278] Сплавы меди с цирконием, содержащие от 0,1 до 5% 2г, способны к упрочнению, которое достигается термической обработкой (закалка и упрочняющий отпуск). Предел прочности при растяжении достигает 50 кг/мм , что на 50% выше прочности неотожженной меди. При нагревании изделий из чистой меди (проволоки, листов, труб) до 200° С их прочность сильно падает вследствие снятия наклепа. Добавки циркония повышают температуру отжига меди до 500° С. Небольшие добавки циркония к меди, повышая ее прочность, снижают лишь в незначительной степени электропроводность меди. Цирконий вводят в медь в виде лигатурного сплава, содержащего 12—14% 2т, остальное медь. Сплавы меди с цирконием применяют для изготовления электродов точечной сварки, для электропроводов в тех случаях, где требуется высокая их прочность. [c.278] Цирконий добавляют (в виде кремнециркониевого сплава) в свинцовистые бронзы. Он обеспечивает дисперсное распределение свинца и полностью предотвращает сегрегацию свинца в сплаве. Высокой прочностью и электропроводностью обладают меднокадмиевые сплавы, содержащие до 0,35% 2г. [c.279] Цирконий входит в состав некоторых антикоррозионных сплавов. Так, сплав, состоящий из 54% ЫЬ, 40% Та и 6—7% 2т, предложен как заменитель платины. [c.279] Производство огнеупоров, фарфора, эмалей, глазурей и стекла. В этой области, поглощающей и в настоящее время более половины общего потребления циркония, используются минералы (циркон и бадделеит) и химические соединения циркония (двуокись циркония, цирконаты, диборид циркония). [c.279] В качестве огнеупора применяют двуокись циркония (температура плавления 2700—2900° С) и минерал циркон 2г5104. [c.279] Недостаток чистой двуокиси циркония как огнеупорного материала— термическая неустойчивость, проявляющаяся в растрескивании нагретых до высокой температуры изделий из двуокиси циркония при охлаждении. Это явление обусловлено полиморфными превращениями двуокиси циркония. Переход одной модификации в другую связан с объемными изменениями, которые служат причиной растрескивания. Растрескивание устраняется добавками к двуокиси циркония стабилизаторов — окислов магния или кальция. Последние, растворяясь в двуокиси циркония, образуют твердый раствор с кубической кристаллической решеткой, которая сохраняется как при высокой, так и при низкой температуре. [c.279] Из двуокиси циркония или минералов бадделеита и циркона изготовляют огнеупорный кирпич для металлургических печей, тигли для плавки металлов и сплавов, огнеупорные трубы и другие изделия. [c.279] Циркониевые минералы или двуокись циркония добавляют в некоторые сорта фарфора, применяемого для изготовления изоляторов на линиях электропередач высокого напряжения, в высокочастотных установках, запальных свечах двигателей внутреннего сгорания. Циркониевый фарфор обладает высокой диэлектрической постоянной и малым коэффициентом расширения. [c.279] Вернуться к основной статье