Цирконий и сплавы циркония

Этот элемент был открыт химиком Мартином Генрихом Клапротом в 1789 году.

Цирконий в основном получают из цирконового песка (ZrSiO4) и бадделитена (ZrO2), которые наиболее распространены в Австралии.

Цирконий и циркониевые сплавы являются химически активными металлами.
Цирконий очень устойчив к коррозии. Цирконий имеет пассивирующий оксидный слой (ZrO2), который при контакте с водосодержащими средами, снова и снова обновляется. Помимо прочего, цирконий Zr702 обладает устойчивостью практически ко всем органическим кислотам, минеральным кислотам и щелочным растворам.

Он используется при строительстве химических заводов, например, для клапанов, насосов или мешалок. В электронике он используется для изготовления вакуумных трубок для рентгеновской техники.

Циркониевые полуфабрикаты и циркониевые сплавы

Сегодня полуфабрикаты из циркония в основном применяются в ядерной и химической промышленности, в связи с чем используемые материалы различаются в основном по содержанию оставшегося гафния.

Благодаря стабильному и прочно прилипающему покрытию оксида циркония, цирконий Zr 702 (Zr 700) обладает превосходными антикоррозионными свойствами, которые высоко ценятся в химической промышленности. При этом содержание гафния играет второстепенную роль.

В отличие от этого, ядерная промышленность нуждается в циркониевых сплавах с минимальным содержанием гафния. Здесь в качестве оболочки топливного элемента служит материал Циркалой с содержанием гафния <0,1%, для достижения максимального выхода при желаемой цепной реакции топлива урана требуется низкое сечение захвата нейтронов. Гафний- это так называемый нейтронный яд.

Отделение гафния от циркония является сложным и трудоемким. Это отражается на ценах на материалы. Цирконий Zr 700, Zr 702 и Zr 705, а также Zircaloy 2 и Zircaloy 4 в основном доступны во всех полуфабрикатах.

Механические свойства Zr 700 и Zr 702 определяются растворенными остаточными газами в металле, причем важную роль играет особенно кислород. Для остальных сплавов желаемые свойства устанавливаются путем целенаправленного добавления других элементов, таких как ниобий.