Свойства и применение циркония

Благодаря высоким антикоррозионным свойствам цирконий может применяться для изготовления деталей химической аппаратуры, медицинского инструмента и в других областях техники. Однако вряд ли производство циркония так быстро достигло бы современного уровня, если бы он не обладал егце одним специфическим свойством — малым поперечным сечением поглощения тепловых нейтронов. Это его свойство в сочетании с высокой коррозионной стойкостью высокой пластичностью, хорошей обрабатываемостью и достаточными механическими свойствами обусловило применение циркония и его сплавов в качестве основного конструкционного материала атомных реакторов. [c.449]

Малое поперечное сечение поглощения тепловых нейтронов в сочетании с высокой коррозионной стойкостью и пластичностью, хорошей обрабатываемостью и достаточными м-еханическими свойствами обусловило применение циркония и Го сплавов в качестве одного из основных конструкционных материалов атомных реакторов. Цирконий можно использовать для изготовления деталей химической аппаратуры, медицинского инструмента и в других областях техники. [c.304]

По уменьшению эффективной работы пары неравномерной аэрации металлы располагаются в ряд цинк, хром, углеродистая сталь, серый чугун, кадмий, алюминий, медь, свинец, нержавеющая высокохромистая стапь, висмут, цирконий, тантал, титан. Из приведенного перечня следует, что весьма перспективный конструкционный материал для подземных сооружений - это титан, который, помимо высоких механических свойств, малой плотности, обладает также хорошими коррозионными характеристиками высокой общей коррозионной стойкостью и высокой устойчивостью к иону хлора, а также низкой чувствительностью к образованию пар дифференциальной аэрации. Из приведенных данных можно также сделать предположение о целесообразности применения циркония в качестве защитного покрытия на стальных изделиях в почвенных условиях. [c.48]

Такие металлы, как титан, тантал, молибден, цирконий,, ниобий и другие, а также ряд нитридов, карбидов, силицидов тугоплавких металлов нашли применение в некоторых отраслях промышленности. Эти металлы и их сплавы обладают ценными физическими и химическими свойствами и значительной коррозионной устойчивостью в сильноагрессивных средах, которая в некоторых случаях превосходит устойчивость нержавеющих сталей, платины, золота и серебра. [c.149]

Циркон обладает весьма благоприятными теплофизическими свойствами, он имеет сравнительно небольшой коэффициент линейного расширения (4,6-10- при 1100°С) и умеренную теплопроводность. Термостойкость циркона хорошая и превышает термостойкость корунда, диоксида циркония и муллита. Циркон обладает хорошими электроизолирующими свойствами так, при 1130°С его объемное удельное сопротивление составляет 1,2-103 Ом-см. Механическая прочность изделий из циркона высока. До настоящего времени циркон не получил широкого применения в технике главным образом из-за ограниченной добычи и высокой стоимости. Одиако его широко используют в качестве добавок в массах, например. в специальных видах фарфора, авто- и авиа-свечных массах, в глазурях, обмазках. Введение циркона в качестве добавок улучшает термостойкость и электрофизические свойства изделий из него. [c.180]

К числу новых конструкционных металлов и сплавов, которые уже используются в настоящее время или могут найти в недалеком будущем широкое применение в качестве коррозионностойких материалов в химическом машиностроении, в ядерных установках, в производствах, связанных с высокотемпературной техникой, относятся титан, тантал, цирконий, молибден, ниобий и ряд карбидов, нитридов, силицидов тугоплавких металлов и др. Эти металлы и некоторые сплавы на их основе сочетают в себе весьма ценные физические и механические свойства и исключительную, для некоторых из них, коррозионную стойкость в наиболее сильно агрессивных средах, которая превосходит стойкость нержавеющих сталей, платины, золота, серебра и т. п. металлов. [c.247]

Практические применения радиационной химии можно подразделить на оборонительные и наступательные . На первом этапе развития ядерной промышленности в основном велись работы оборонительного плана по радиационно-химической защите материалов в реакторах и вообще в условиях высокой радиоактивности (в частности, в космосе). При сильном облучении металлы становятся склонными к коррозии, хрупкости, смазочные масла портятся, в изоляторах увеличивается электропроводность и т. д. Была проведена большая работа по изысканию материалов, стойких по отношению к облучению.. Так, было найдено, что из металлов в условиях облучения хорошо сохраняют свои антикоррозийные и механические свойства цирконий и его сплавы. Хорошей радиационной стойкостью обладают и некоторые полимерные материалы, например, полистирол, для которого малы выходы как сшивания, так и деструкции (радиационно-стабильные (обычно ароматические, см. п. 3) группы, не только сами устойчивы по отношению к излучению, но могут защищать от разрушения и другие полимерные молекулы, отсасывая от них энергию (так называемая защита типа губки). Применяется также защита типа жертвы . В этом случае защищающие молекулы, например, могут захватывать образующийся в радиационно-химическом процессе атомарный водород, препятствуя последнему реагировать с другими молекулами. [c.665]

Рассматриваются некоторые свойства, определяющие области применения различных тугоплавких покрытий, нанесенных на углеродные материалы плазменным напылением, газофазным, химическим и электрохимическим методами. Показано, что покрытие из двуокиси циркония, получаемое путем нанесения на графит методом аргоно-дуговой наплавки циркония и окислением последнего в кислороде, отличается высокой термостойкостью, определяемой металлическими прожилками циркония в двуокиси, а также наличием пластичного металлического слоя, демпфирующего напряжения, возникающие в окисной плевке при эксплуатации. Метод газофазного осаждения может быть использован для нанесения различных тугоплавких покрытий как на графитовые изделия, так и в качестве барьерных на углеродные волокна при этом толщина покрытия определяется его назначением. Путем химического и последующего электрохимического наращивания, например меди на углеродные волокна, возможно получение композиции медь—углеродное волокно с содержанием волоков 20—50 об.%. [c.264]

Расширение области применения теплоустойчивых Сг—Мо—V-сталей в химической и нефтехимической промышленности, выдвинуло ряд особых требований к сталям. Показано, что свойства теплоустойчивых сталей, их надежность в процессе длительной эксплуатации определяются структурой в исходном состоянии, которая, в свою очередь, определяет механизм их упрочнения. Рассмотрены три механизма упрочнения Сг—Мо—V сталей при правильном выборе химического состава и оптимальном режиме термической обработки. В связи с ограничением применения сталей, содержащих дефицитные Ni и Мо, разработаны принципы комплексного микролегирования поверхностно-активными элементами — бором, РЗМ, цирконием и титаном. [c.379]

Конструкционные материалы должны обладать хорошей совместимостью — свойством существовать в контакте без химических или других взаимодействий друг с другом. Это особенно важно при применении металлических теплоносителей. К таким устойчивым металлам при жидких металлических теплоносителях относятся ниобий, тантал, титан, ванадий, цирконий и бериллий. [c.189]

Рассмотрены основные свойства ионообменных материалов, приведены краткие основы теории ионного обмена (равновесие и кинетика). Дается методика технологических исследований с ионитами. Основное внимание уделено применению ионообменных смол в производстве редкоземельных элементов иттрия, скандия, в металлургии легких редких металлов, рассеянных элемен тов, в металлургии благородных металлов и металлов платиновой.группы в металлургии циркония, гафния, ниобия, тантала, вольфрама, молибдена, ре ния, в металлургии тяжелых цветных металлов, в очистке сточных вод и газов. Описаны аппараты ионообменной технологии. [c.2]

Непрерывный противоточный способ хроматографического разделения циркония и гафния может быть применен и для разделения других близких по свойствам элементов. В этом способе катионит находится в цикле активной загрузки и промывки до 95% времени, осуществляется одновременный непрерывный самотек промывных растворов, процесс автоматизируется и легко технически обслуживается. [c.185]

В перспективных конструкциях новой техники находят широкое применение такие тугоплавкие и редкие металлы, как вольфрам, молибден, тантал, ниобий, цирконий и другие, обладающие высокой жаростойкостью, жаропрочностью, исключительным сопротивлением коррозии и рядом других специфических свойств. [c.5]

Цирконий. Так же как и титан, цирконий находит применение в электроламповой промышленности (в виде порошка, размер частиц от 1 до 8 мкм) благодаря свойству поглощать газы (О2, N2, Н2 и др.) и удерживать их в широких пределах температур. Порошок циркония, смешанный с РЬОг, используют в виде покрытия на проволоке в лампах, применяемых при фотовспышках. [c.51]

Гафнии нашел небольшое промышленное применение вследствие ограниченной доступности и высокой стоимости, что обусловлено трудностью его отделения от циркония. Однако за последние годы этот металл стал несколько более доступным, так как он является побочным продуктом производства реакторных сортов циркония. В связи с этим представляют интерес потенциальные возможности его применения в качестве материала для регулирующих стержней в ядерных реакторах с водяным охлаждением. Помимо того что гафний имеет большое поперечное сечение захвата тепловых нейтронов, 011 обладает превосходными механическими свойствами и высокой коррозионной стойкостью. Пруток иодидного гафния можно применять без оболочки для гомогенных регулирующих стержней. Одним из самых важных критериев, определяющих выбор материалов для регулирующих стержней, является их устойчивость к действию излучений. Гафний считается полностью изученным долгоживущим и сильно выгорающим поглощающим материалом с точки зрения повреждения под действием излучений. Регулирующие стержни из гафния успешно применяются во время работы активной зоны реактора подводной лодки Наутилус 114, 40]. Регулирующие стержни из этого материала применяются также в экспериментальном реакторе с кипящей водой 122] и в шиппингпортском реакторе. [c.198]

Применение циркония в металлургии обусловлено тем, что он является одним из энергичнейших раскислителей стали. Кроме того, связывая в прочные соединения азот и серу, цирконий, нейтрализует их вредное влияние на сталь. В сочетании с другими легирующими присадками цирконий повышает вязкость, прочность, износостойкость и свариваемость стали. Присаживают цирконий в сталь в виде сплавов, состав которых приведен в табл. 103. Цирконий является довольно распространенным элементом, содержание которого в земной коре составляет 0,02 %. Свойства наиболее важных минералов циркония приведены в табл. 104. Различают два основных типа месторождений циркония коренные и россыпи. Важнейшее значение имеют современные и древние прибрежно-морские россыпи, которые обычно представляют собой комплексные руды циркония и титана, реже содержащие также торий, уран и другие ценные элементы. Наиболее крупные месторождения циркония находятся в США, Индии, Бразилии и Австралии. Запасы циркониевых руд в СССР обеспечивают потребность отечественной промышленности в цирконии и его сплавах. Циркониевый концентрат поставляется по ОСТ 48-82—74 (табл. 105). Кроме того, циркониевый концентрат может содержать торий и уран, суммарно в эквиваленте не более 0,1 % тория. Это необходимо учитывать прн работе с циркониевым концеи- [c.316]

Наиболее огнеупорная, а также наименее химически активная окись — окись тория. Она пригодна для применения в тиглях, предназначенных для сплавов с очень высокой температурой плавления. Тигли, набитые окисью тория, могут быть применены до 2700°. Окись магния, окись бериллия и окись циркония тоже представляют собой материалы с высокими огнеупорными свойствами, но они более химически активны и поэтому менее пригодны, чем окись тория. Окись алюминия имеет максимальную температуру службы до 1900—1950°, что является пределом, до которого можно применять оптический пирометр с исчезающей нитью, смотровой трубой из корундиза и экраном как источником излучения абсолютно черного тела. Современное производство прямых непористых смотровых труб из окиси тория значительно расширяет область применения этого метода. При более высоких температурах возможно измерение лучеиспускания непосредственно поверхности металла только оптическим пирометром или фотоэлектрическим элементом. В этом случае поверхность металла не удовлетворяет условиям излучения абсолютно черного тела, и поэтому такой метод можно применять только в том случае, если известны данные об эмиссионной способности металла и если для градуировки имеются в распоряжении металшы с известной точкой плавления и эмиссионной способностью, близкой к исследуемому сплаву. Однако точность такого метода не очень высока. Подробности мы рассматриваем ниже при описании метода Мюллера. Вольфрам-ирридиевые, вольфрам-мо-либденовые и различные другие термопары могут быть применены для измерения высоких температур однако эти термопары нельзя считать удовлетворительными ввиду трудности получения повторимых результатов (см. ниже). [c.179]

В работе Г. С. Бурханова рассмотрены свойства и перспективы применения в конструкциях карбидов и боридов редких металлов, в том числе в виде направленно закристаллизованных тугоплавких эвтектик. Среди офомного числа металлоподобных соединений редких металлов заметное место занимают карбиды и бориды. Они могут использоваться или как основа конструкционного материала, или как упрочняющий компонент в сочетании с пластичной матрицей. Такие конструкционные материалы могут предназначаться для работы в экстремальных условиях. Особый интерес представляют монокарбиды и дибориды переходных металлов IV—VI фупп периодической системы Д. И. Менделеева - циркония, гафния, ниобия, тантала, молибдена, вольфрама. Карбиды и бориды переходных металлов IV—VI фупп имеют четко выраженный металлический характер металлический блеск, хорошую электро- и теплопроводность, что указывает на преобладание металлического типа химической связи. [c.225]

Порошковый теплоизолятор на основе стабилизированной окисью кальция окиси циркония имеет наименьшую теплопроводность — 0,15 Вт/(м К), но в процессе работы окись циркония дестабилизируется [198], в результате чего в теплоизоляторе появляются трещины и его теплопроводность резко повышается. Дестабилизацию можно значительно замедлить, если вместо окиси кальция использовать окись иттрия. Шлифпорошок № 12 имеет такую же рабочую температуру (1600°С) и химический состав (AI2O3), как и теплоизолятор из микросфер марки Т , но значительно уступает ему по теплопроводности и удельной массе. Изолятор из микросфер марки Т представляет собой дискретные полые частицы сферической формы размерами 20-200 мкм, и его плотность в 6 раз и теплопроводность в 1,6 раза меньше, чем у шлифпорошка № 12. Волокнистый теплоизолятор ВКВ-1 (диаметр каолиновых волокон менее 4 мкм) обладает еще более хорошими теплофизическими свойствами, чем изолятор из полых микросфер, но его рабочая температура не может превышать 1100°С при Т > 1100°С каолиновое волокно начинает спекаться. То есть полые микросферы марки Т и каолиновое волокно ВКВ-1 более эффективны по своим свойствам для применения в качестве теплоизоляторов. Эти теплоизоляторы выпускает НИИ стекловолокна и стеклопластиков (г. Зеленоград Московской области). [c.53]

В отношении многих металлов часто применяют термин редкие (в смысле малоприменяемые). Однако редкость их может вызываться целым рядом причин малой распространенностью в земной коре рассеянностью их присутствия в рудах и минералах при значительном в целом содержании в земле трудностью их выделения из руды или отделения от других металлов еще недостаточной изученностью свойств, ограничивающей применение. К числу таких редких металлов принадлежат литий, рубидий, цезий, бериллий, галлий, индий, таллий, германий. Из элементов побочных подгрупп к редким принадлежат скандий, иттрий, лантан, актиний, цирконий, гафний, ванадий, ниобий, рений. К числу редких, а точнее рассеянных, принадлежат и лантаноиды (церий и др.), на что указывает их старинное название редкоземельные элементы ( земля — старинное название оксидов). [c.75]

Разделы 1 и 2 содержат данные о свойствах и областях применения металлических и неметаллических материалов для нагревателей. Приведена обобщенная методика определения срока службы никельхромовых и железохромоалюминиевых сплавов на воздухе и в углеродсодержащей атмосфере. Приведены характеристики и результаты испытаний нагревателей из карбида кремния, дисилицида молибдена, хромита лантана и диоксида циркония. [c.3]

Описано современное производство новых, высокостойких плавленых литых огнеупорных материалов на основе оксидов циркония, алюминия, хрома, магния и кремния. Рассмотрены важнейшие свойства огнеупоров, особенности их поведения в контакте с агрессивными средами. Приведены рекомендации по выбору н рациональному применению огнеупоров. [c.38]

Улучшение механических свойств наполненных полимерных материалов благодаря применению силановых аппретов наблюдается при использовании многих минеральных наполнителей (гл. 5). Наиболее эффективно аппретирование двуокиси кремния, окиси алюминия, стекла, карбида кремния и алюминия (табл. 4). Несколько хуже результаты, полученные с тальком, волластонитом, порошком железа, глиной, цирконом и фосфатом кальция. Аппретирование асбестина, асбеста, двуокиси титана и титаната калия малоэффективно обработка силанами карбоната кальция, графита и бора безрезультатна. [c.196]

Присадкой циркония можно повысить сопротивление изнашиванию и удароустойчивость белого чугуна при поддержании концентрации кремния в пределах 0,8—1,0%. При этом содержание циркония желательно в пределах 0,2—0,3%. Однако по своему влиянии -на свойства чугуна цирконий менее эффективен, чем титан. Очевидно, его применение более целесообразно в комплексе с кремнием, марганцем и хромом. Значительный интерес представляет также одновременное модифицирование белого чугуна титаном и цирко" нием. [c.64]

Цирконий и его сплавы. Основное применение как конструкционный материал цирконий находит в ядерной технике — в атомных реакторах — вследствие особого свойства — слабо поглощать тепловые нейтроны. О материале, обладающем таким свойством, говорят, что он имеет малое поперечное сечение поглощения тепловых нейтронов. У циркония сечение поглощения тепловых нейтронов равно 0,18-10" см , у алюминия 0,2Ы0 см , однако он уступает цирконию в коррозионной стойкости, чем и объясняется ислользование циркония. Меньшее сечение поглощения тепловых нейтронов, чем у циркония, имеют магний (0.059-10-2 сл ) и бериллий (0,009-lO см ). [c.326]

Поглощение водорода при коррозии в чистой воде. Образование водорода (или дейтерия) при коррозии металла имеет особое значение. Мадж [19] показал разрушительное действие относительно малых количеств водорода (100—500 мг кг) на ударные свойства циркония при обычных температурах. Охрупчивание вследствие поглощения водорода имеет, вероятно, большее значение для применения в энергетических реакторах, чем окисление металла. Проблема еще более усложняется, как показано Марковичем [20], тенденцией водорода к концентрированию термодиффузией при наиболее низких температурах (наружные поверхности оболочек). Если местная концентрация превышает предел растворимости, происходит выпадение гидрида циркония ZrHi,5. Ориентация отдельных пластинок гидрида зависит от предшествующей деформации или напряжения. Если гидрид выпадает в то время, когда металл подвержен действию приложенного напряжения, пластинки стремятся расположиться нормально к растягивающему напряжению или параллельно сжимающему напряжению. Подобная ориентация является результатом структуры основного металла. Когда гидридные пластинки перпендикулярны к растягивающим напряжениям, получается крайне низкая вязкость при 7 <150°С. Все эти обстоятельства являются крайне неблагоприятными для труб высокого давления и цилиндрических оболочек с избыточным внутренним давлением, в которых максимальное растягивающее напряжение и максимальная концентрация гидрида совпадают на наружной поверхности. [c.237]

Хорошей коррозионной стойкостью в воде обладает цирконий и его сплавы, которые к тому же имеют более высокую по сравнению с алюминием прочность при повышенных температурах. При изготовлении оборудования должен применяться цирконий, очищенный от примесей, особенно от азота. Коррозионная стойкость циркония в водяном паре заметно снижается при повышении давления. Практически применение чистого металла возможно до 300—350" С. Небольшие добавки (около 1%) железа, никеля, олова и хрома способствуют улучшению антикоррозионных свойств циркония. Аналогичный эффект достигается легированием циркония добавкой 2% палладия или 2% молибдена. Из сплавов циркония за рубежом широко применяют циркаллой-2 (1,5% Sn, 0,12% Fe, 0,05% Ni, 0,1% Сг). Этот сплав обладает коррозионной стойкостью в воде при температуре до 350° С. [c.287]

Стабилизированный диоксид циркония успешно применяют для высокотемпературной (до 2500°С) теплоизоляции в самых различных случаях. Благодаря низкой теплопроводности и отличной химической стойкости в сочетании с большой твердостью и прочностью 2г0г используют для защиты от коррозии и эрозии деталей ракетных и реактивных двигателей. Некоторое применение ZrOa нашел в атомном реакторостроении. Свойство ZrOs сохранять большую прочность при высоких температурах позволяет применять его как конструкционный материал. [c.128]

Задача разделения циркония и гафния, обладающих очень близкими химическими свойствами, представляет трудную проблему. Возможность применения сильноосновных ионообменных смол для разделения циркония и гафния была установлена в работе Крауса и Мура [170]. В качестве раствора для вымывания исиользовали смесь H I и HF. Разделение проводили в две стадии сорбция верхним слоем ионита небольших количеств циркония и гафния и раздельное вымывание сорбированных ионов. Краус и Мур [170] пропускали раствор с очень малым содержанием циркония и гафния (Zr без носителя + 0,2 мг гафния) через колонку сечением 0,0226 см с анионитом Дауэкс-1 зернением 200—230 меш. Высота слоя ионита составляла 107 см. После сорбции через колонку ироиускали раствор 0,5-м. HF + + 1,0-м. НС со скоростью 0,3 мл/(см мин). Цирконий в этом случае вымывался первым, а содержание гафния в последних фракциях превышало 9,5% Показано, что скорость элюирования циркония пропорциональна квадрату концентрации соляной кислоты и не зависит от концентрации плавиковой кислоты. [c.177]

Гафний — по своим электрохимическим и коррозионным свойствам довольно близок к цирконию. Поскольку гафний—металл гораздо менее доступный, чем цирконий, вопрос о практическом применении гафния как конструкционного материала еще не очень ясен. Поэтому коррозионноэлектрохимические свойства гафния изучены еще недостаточно. Правда уже известно, хотя еще недостаточно проверено, что в 75 %-ной H2SO4 при температуре кипения гафний более стоек, чем цирконий, приближаясь в этих [c.257]

Дисперсионное и дисперсное упрочнения сплавов ванадия до последнего времени не находили широкого применения. Это, видимо, можно объяснить тем, что твердорастворное легирование ванадия, особенно при высоком содержании легирующих элементов, обеспечивает упрочнение, сохраняющееся до высоких для ванадия рабочих температур (—1000° С) без резкого снижения его низкотемпературной пластичности (рис. 116) [1, 2]. Вместе с тем стали появляться работы по исследованию закономерностей формирования гетерофазных структур в системах V—Meiv—С [10,11] по влиянию добавок углерода и азота на прочностные свойства сплавов ванадия, содержащих один или несколько из элементов цирконий, ниобий, титан [12, 13, 2]. Сведения пока очень ограниченные, одна-, ко уже сейчас прослеживается закономерность в изменениях свойств [c.278]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...