1. Kokie yra cirkonio metalo pranašumai?
Išskirtinis atsparumas korozijai: priešinasi daugumos rūgščių (pvz. Tai sudaro savaime gydomą oksido sluoksnį, kuris apsaugo nuo pataisos ir įtemptų koroziją, pralenkdama daugybę nerūdijančių plienų atšiaurioje aplinkoje.
Mažas neutronų absorbcija: skaidrus neutronams, todėl jis idealiai tinka branduolinių reaktorių komponentams (pvz.
Aukštos temperatūros stabilumas: palaiko atsparumą stiprumui ir atsparumui korozijai esant aukštesnei temperatūrai (oro ore iki ~ 400 laipsnių, nors reaktyvumas su dujomis didėja virš jų).
Biologinis suderinamumas: netoksiškas ir inertiškas žmogaus kūne, naudojamas dantų implantuose, chirurgijos instrumentuose ir medicinos prietaisuose.
Lydinio universalumas: sudaro stiprius, kaliojo lydinius (pvz.
2.Kokie cirkonio pavojai?
Reaktyvumas aukštoje temperatūroje: milteliai arba smulkiai padalintas cirkonis gali užsidegti ore (autoilijos temperatūra ~ 200–300 laipsnių), išlaisvindamas toksiškus cirkonio oksidus. Kietojo cirkonio uždegimo taškas turi didesnį uždegimo tašką, tačiau gali degti, jei jis veikiamas deguonies esant ekstremaliai šilumai (pvz., Gaisruose ar suvirinime).
Vandenilio sumušimas: absorbuojamas vandenilis aukštoje temperatūroje, sudarydamas trapius hidridus, kurie sumažina lankstumą ir sukelia įtrūkimą. Tai yra rizika aplinkoje, kurioje yra vandenilio dujos arba suvirinimo metu, be tinkamo ekrano.
Toksiškos dulkės ir dūmai: cirkonio dulkių ar suvirinimo dūmų įkvėpimas gali sudirginti kvėpavimo takus; Ilgalaikis poveikis gali sukelti pneumokoniozę (plaučių fibrozė). Tinkama ventiliacija ir asmeninės apsaugos priemonės (AAP) yra būtinos apdirbant ar suvirinant.
Branduolinės saugos aspektai: Branduoliniuose reaktoriuose cirkonio apvalkalas gali reaguoti su garais esant sunkioms avarijos sąlygoms (pvz.
3. Kaip patvarus yra cirkonis?
Atsparumo korozijai gyvenimo trukmė: Cheminiame apdorojime ar jūrinėse priemonėse cirkonio komponentai gali trukti 20+ metus be skilimo, daug viršijant daugelį metalų. Pavyzdžiui, cirkonio šilumokaičiai, dirbantys sieros rūgšties tarnyboje, dažnai veikia dešimtmečius.
Mechaninis patvarumas: Grynas cirkonis yra kaliojo (pailgėjimas ~ 15–30%) ir turi tempimo stiprumą, panašų į nerūdijantį plieną (400–550 MPa). Tokie lydiniai kaip circaloy padidina atsparumą stiprumui ir nuovargio atsparumui, tinkamoms dinaminėms apkrovoms (pvz., Reaktoriaus slėgio indai).
Circonium paviršiaus atsparumas dilimui ir nusidėvėjimo atsparumui: nors ir ne taip kietas kaip keramika, jis priešinasi neabrazinėms terpėms. Jo oksido sluoksnis taip pat suteikia tam tikrą apsaugą nuo nedidelio dilimo.
Aplinkos stabilumas: neturi įtakos daugumai natūralių elementų (vandens, oro, dirvožemio) kambario temperatūroje, todėl jis yra patvarus lauko ar palaidotose programose (pvz., Vamzdynai jūroje).
4. Ar cirkonio lydinys brangus?
Retas žemės apdorojimas: cirkonis išgaunamas iš cirkonio smėlio (ZRSIO₄), kuriam reikia sudėtingo rafinavimo (pvz.
Gamybos sudėtingumas: Lengvųjų lydinių gamyba apima tikslų priemaišų (pvz.
Nišos programos: didelės paklausos sektoriai (branduolinė, kosmoso) kainos, nes masto ekonomija yra ribota, palyginti su įprastais metalais, tokiais kaip plienas ar aliuminis.
Palyginimas su nerūdijančiu plienu: cirkonio lydiniai gali kainuoti 10–20 kartų didesnę nei 316 nerūdijančio plieno, nors jų didesnis atsparumas korozijai pateisina išlaidas kritinėmis reikmėmis.
5.Kas yra cirkonio korozijos greitis?
Vandenyje ir rūgštyse: 10% druskos rūgšties 100 laipsnių - korozijos greitis yra<0.025 mm/year. In seawater or neutral pH solutions, it is essentially zero (<0.001 mm/year).
Effect of Temperature and Concentration: Corrosion rates may increase slightly in concentrated acids (e.g., >70% azoto rūgšties) arba esant aukštesnei nei 200 laipsnių temperatūrai, tačiau išlieka daug žemesni nei nerūdijantys plienai.
Critical Media: Avoid exposure to hydrofluoric acid (HF) or fluoride ions, which attack the oxide layer, causing rapid corrosion (rate >1 mm per metus). Išlydytos druskos ir kai kurie stiprūs šarmai aukštoje temperatūroje taip pat gali sumažinti atsparumą.
Pramonės standartai: Korozijos rodikliai žemiau 0. 1 mm per metus laikomi „puikiais“, o cirkonis nuolat atitinka arba viršija tai agresyvių cheminių medžiagų metu.
