Цирконий конструкционный материал

Цирконий - конструкционный материал для ядерных реакторов. Это обусловлено его высокой прочностью, коррозионной стойкостью и очень малым сечением захвата нейтронов. Гафний, обычно сопутствующий цирконию, наоборот, весьма активно поглощает нейтроны, поэтому необходима глубокая очистка циркония от гафния, что представляет трудную задачу. [c.495]

Цирконий — конструкционный материал для ядерных реакторов. [c.273]

Титан немного тяжелее алюминия, но в три раза прочнее его к тому же титан и его сплавы обладают высокой коррозионной стойкостью, жаростойкостью. Они используются в качестве конструкционного материала в самолетостроении, ракетной технике и т. д. Этим требованиям отвечают также легкие магний-циркониевые сплавы. Цирконий почти не захватывает тепловые нейтроны, поэтому он используется в качестве конструкционного материала для атомных реакторов. Использование циркония в ядерной технике потребовало тщательного разделения циркония и гафния, так как гафний в этом случае является вредной примесью. [c.127]

Применение. Цирконий, его сплавы и соединения находят широкое применение в различных областях техники. Благодаря высокой коррозионной стойкости, низкому сечению захвата тепловых нейтронов цирконий применяется в атомной энергетике в качестве конструкционного материала атомных реакторов. Так как химический аналог и постоянный спутник циркония — гафний обладает высоким сечением захвата тепловых нейтронов, для использования циркония в атомной технике его тщательно очищают от гафния. [c.131]

Цирконий почти не подвержен действию кислот и растворяется легко только в царской водке и в плавиковой кислоте. Большой интерес к металлическому цирконию, проявляемый за последнее время, обусловил проведение различных исследований коррозионной устойчивости циркония в различных средах. Эти исследования подтверждают, что цирконий медленно растворяется в серной и концентрированной соляной кислоте, но выдерживает 5%-ную соляную кислоту (холодную и горячую), растворы органических кислот, растворы некоторых оолей и раствор йода в йодистом калии [316]. Применение циркония как конструкционного материала в ядерной технике заставило особенно подробно изучить его коррозионную устойчивость не только в кислотах и других водных растворах, но и в воде, водяном паре, некоторых газах и в ряде органических реагентов. По данным, приводимым (в монографии [457], цирконий обладает отличной стойкостью (скорость коррозии меньше 0,0127 мм в год) почти во всех исследованных средах, за исключением газообразного хлора, с которым он легко взаимодействует, и хлорпроизводных уксусной кислоты. Исследована также коррозия циркония в расплавах различных металлов, но определенных данных пока пе получено [457]. [c.174]

Развитие этих отраслей промышленности, науки и народного хозяйства страны потребовало от аналитической химии новых совершенных методов анализа. Потребовались количественные определения содержания примесей на уровне 10 ...10 % и ниже. Оказалось, например, что содержание так называемых запрещенных примесей (Сс1, РЬ и др.) в материалах ракетной техники должно быть не выше 10 %, содержание гафния в цирконии, используемом в качестве конструкционного материала в атомной технике, должно быть меньше 0,01%, а в материалах полупроводниковой техники примеси должны составлять не более 10 "%. Известно, что полупроводниковые свойства германия обнаружились только после того, как были получены образцы этого элемента высокой степени чистоты. Цирконий был вначале забракован в качестве конструкционного материала в атомной промышленности на том основании, что сам быстро становился радиоактивным, хотя по теоретическим расчетам этого не должно было быть. Позднее выяснилось, что радиоактивным становился не цирконий, а обычный спутник циркония — гафний. В настоящее время цирконий научились получать без примеси гафния, и он эффективно используется в атомной промышленности. [c.12]

Циркон. (Конструкционный материал для атомных батарей и других специальных устройств). [c.274]

Цирконий и сплавы на его основе находят практическое применение в различных отраслях народного хозяйства. Основное назначение циркония — конструкционный материал для атомных реакторов в ядерной технике. [c.288]

Титан благодаря высокой термической и коррозионной устойчивости — важный конструкционный материал. Он используется для строительства самолетов, подводных лодок и пр. Цирконий (освобожденный от гафния) и его некоторые сплавы применяются в атомной энергетике в качестве конструкционных материалов, отражающих нейтроны. Масштабы применения гафния более ограничены он также используется в атомной энергетике, но как поглотитель нейтронов применяется в электронной технике (катоды телевизионных трубок). [c.500]

Чистый металлический цирконий используется как конструкционный материал для термоядерных реакторов. Сплавы из циркония, алюминия и магния применяются в строительстве реактивных самолетов, космических ракет и в кораблестроении. [c.193]

Титан — важнейший конструкционный материал химического машиностроения, самолетостроения и ракетной техники. Он имеет низкую плотность (р = = 4,51 г/см ), высокую прочность, тугоплавкость и химическую стойкость. Цирконий используется в атомном реакторостроении ввиду малого сечения захвата нейтронов, а его оксиды и силициды — в производстве термостойких керамик. Гафний — отличный поглотитель нейтронов о большим сечением захвата. [c.181]

Наиболее подходящими материалами при работе с растворами горючего и с пульпами в активной зоне и зоне воспроизводства оказались нержавеющие стали (предпочтительнее типа 347) и сплавы титана и циркония. В применении нержавеющих сталей имеются, однако, серьезные ограничения, поскольку они менее коррозионностойки по сравнению с титаном и цирконием. Тем не менее в реакторных системах на водном горючем чаще всего применяются нержавеющие стали типа 347. Они дешевле титана и циркония, а технологии их получения и приготовления изделий из них освоена лучше. Из указанных материалов наиболее коррозионно-стойким в растворах уранилсульфата в условиях реактора и, следовательно, чаще всего используемым для экспериментального оборудования является титан. Цирконий— единственный конструкционный материал, имеющий проницаемость по отношению к нейтронам, достаточную для изготовления из него бака активной зоны, отделяющего горючее от раствора зоны воспроизводства в двухзональном реакторе-размножителе на тепловых нейтронах. [c.382]

Однако наиболее важной областью применения циркония и до некоторой степени и гафния является в настоящее время ядерная техника [551]. В активной зоне охлаждаемых водой энергетических реакторов цирконий применяют в качестве конструкционного материала, а гафний, в связи с его большим поперечным сечением захвата нейтронов — для управляющих элементов. Цирконием плакируют также тепловыделяющие элементы кипящих реакторов, из него же изготовляют контейнеры для раствора сульфата уранила в водных гомогенных реакторах [551]. [c.203]

Цирконий — идеальный конструкционный материал для установок по выработке атомной энергии, так как обладает наименьшим по сравнению с другими конструкционными металлами эффективным радиусом захвата медленных нейтронов [218]. Однако это свойство характерно только [c.256]

В ядерную технику цирконий пришел не сразу. Для того чтобы стать полезным в этой отрасли, металл должен обладать определенным комплексом свойств. (Особенно, если он претендует на роль конструкционного материала при строительстве реакторов.) Главное из этих свойств — малое сечение захвата тепловых нейтронов. В принципе эту характеристику можно определить как способность материала задерживать, поглощать нейтроны и тем самым препятствовать распространению цепной реакции. [c.198]

Титану и цирконию принадлежит большое будущее. Объясняется это тем, что они сочетают в себе ряд весьма важных свойств. Титановые и циркониевые сплавы очень прочны и характеризуются высокой коррозионной стойкостью. Изделия из них более устойчивы в отношении коррозии, чем изделия из нержавеющей стали. Благодаря этим свойствам при относительно небольшой плотности титан и цирконий все больше находят применение в качестве исключительно ценного конструкционного материала. [c.263]

Титан, цирконий и гафний используются как легирующие добавки к специальным сплавам. Они улучшают механические свойства, повышают пластичность, твердость и коррозионную стойкост 5 сплавов. Порошки титана, циркония и гафния используются как поглотители газов (геттеры). Более легкий по сравнению с другими -металлами титан широко применяется также для изготовления турбинных двигателей, корпусов самолетов и морских судов. Особо чистый цирконий используется в качестве конструкционного материала для термоядерных реакторов. Гафний обладает исключительной способностью к захвату нейтронов стержни из этого металла применяются в ядерной технике. Оксиды циркония, титана и гафния находят применение в качестве материалов дл>1 изготовления тугоплавких и химически стойких тиглей и электродов МГД-генераторов. Ti02 используется в качестве красителя (титановые белила). Из карбидов титана и циркония изготовляют шлифовальные круги. Титанат бария (ВаТЮз) широко исполь.-зуется в пьезоэлектрических датчиках. [c.514]

Наибольщий интерес для использования в качестве тугоплавкого электроизоляционного и конструкционного материала представляет керамика чистых окислов. Сырьем для ее производства служат различные искусственно синтезированные окислы алюминия, кальция, магния, циркония, бериллия и т. д. [9]. [c.64]

В последние десятилетия для новой техники (ядерной, ракетной, полупроводниковой) потребовались металлы высокой чистоты, в которых содержание примесей не превышает миллионных долей процента. Например, такие требования предъявляются к содержанию опасных примесей (бора, кадмия и др.) в расщепляющихся материалах. Цирконий становится непригодным как конструкционный материал для атомн ых реакторов, если он содержит примеси гафния. В жаропрочных сплавах для ракетостроения недопустимы примеси серы и свинца. Г ер-маний может быть использован как полупроводник, если на десять миллионов его атомов приходится не более одного атома примесей фосфора, мышьяка или сурьмы. [c.263]

Представляет интерес применение циркония в качестве конструкционного материала для элементов хроматографических колонок [102]. Изготовленные из циркония детали протравливают окисляющими растворами и выдерживают в среде двуокиси углерода при 450°С. Последний процесс можно проводить непосредственно в хроматографе, пропуская вместо газа-носителя влажную двуокись углерода. Образующаяся на поверхности металла стойкая и химически инертная защитная пленка окислов циркония дает возможность анализировать с помощью таких колонок агрессивные соединения. Отмечается высокая стойкость и полная химическая инертность полученной защитной пленки. [c.75]

Многие /-элементы ГУ-УП групп используются как легирующие добавки для улучшения качества сталей. В состав сталей их обычно вводят в виде ферросплавов (сплавов с железом), например, феррохрома, ферромарганца, ферротитана, феррованадия и др. Легирование ими придает сталям ценные качества, например коррозионную стойкость (хром, марганец, титан), твердость и ударная вязкость (цирконий), твердость и пластичность (титан), прочность, ударная вязкость и износостойкость (ванадий), твердость и износостойкость (вольфрам), твердость и ударная вязкость (марганец), жаропрочность и коррозионную стойкость (молибден, ниобий). Марганец используется как раскислитель стали. Все более широкое применение получают эти металлы и их сплавы, как конструкционные, инструментальные и другие материалы. Так, титан и его сплавы, характеризуемые легкостью, коррозионной устойчивостью и жаропрочностью, применяются в авиастроении, космической технике, судостроении, химической промышленности и медицине. В атомных реакторах используются цирконий (конструкционный материал, отражающий нейтроны), гафний (поглотитель нейтронов), ванадий, ниобий и тантал. Вследствие высокой химической стойкости тантал, ниобий, вольфрам и молибден служат конструкционными материалами аппаратов химической промышленности. Вольфрам, молибден и рений, как тугоплавкие металлы, используются для изготовления катодов электровакуумных приборов и нитей накаливания термопар и в плазмотронах. Вместе с тем при высоких температурах вольфрам и молибден окисляются кислородом, причем образующиеся при высокой температуре оксиды не защищают эти металлы от коррозии, поэтому на воздухе они не жаростойки. Вольфрам служит основой сверхтвердых сплавов. Хромовое покрьггие придает изделиям декоративный вид, повышает твердость и износостойкость. [c.373]

IV группы 5-го периода периодической системы элементов Д. И. Менделеева, п. н. 40, ат. м. 91,22. Открыт Ц. в 1789,г. М, Клапротом. В состав природного Ц. входят пять стабильных изотопов, известны 14 радиоактивных изотопов. В природе распространепы главным образом минералы циркон ZrSi04 и бадде-леит ZrOa. Все природные минералы Ц. имеют примесь гафния. Ц.— металл серебристо-белого цвета с характерным блеском, т. пл. 1852° С. Химически чистый металл исключительно ковок и пластичен. В соединениях проявляет степень окисления -f-4. Ц, очень устойчив против коррозии в химически агрессивных средах. Ц., очищенный от гафния, находит применение как конструкционный материал в ядерной энергетике, электровакуумной технике (как геттер), в металлургии как легирующий металл, в химическом машиностроении. Из диоксида Ц. и циркона изготовляют огнеупорные материалы, керамику, эмали и особые сорта стекла. [c.285]

Одним из основных потребителей чистого циркония является атомная техника, где он используется как жаропрочный, конструкционный материал, не поглощающий нейтроны. Цирконий употребляют также для изготовления химической аппаратуры он входит в состав нержавеющих и жаропрочных сталей. Цирконий и гафний применяют в качестве поглотителей газов в электровакуумных приборах. Оксид циркония 2т02 и силикат циркония 2г5104 играют важную роль в производстве эгнеупоров, а также при изготовлении некоторых сортов зтекол, [c.463]

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]

Использование циркония при строительстве атомных электростанции составляет 75% потребления металла. Второе место в потреблении металла занимает изготовление судовых атомных установок. В химическом аппарато-строеннн применение циркония как конструкционного материала пока ограниченно. Потребление циркония вие атомной энергетики составляет всего 10% общего потребления металла. [c.21]

Система 2гОг имеет большое значение для производства различных изделий и керамических масс на основе диоксида циркония, которые применяются в качестве твердых электролитов для работы при высоких температурах, высокотемпературных нагревателей, футеровки сталеразливочных ковшей, высокотемпературной теплоизоляции, защитных обмазок некоторых огнеупоров, защиты от коррозии и эрозии деталей реактивных двигателей, для изготовления тиглей для высокотемпературной плавки различных металлов, в качестве конструкционного материала и т. д. [c.215]

Таким образом, в наши дня определились совершенно новые направления в применении циркония, а гафний — этот придаток к цирконию, с присутствием которого в прежних областях применения циркония не нужно было считаться, приобрел неожиданно большое значение, с одной стороны, как яд для цир-кония-в ядерных установках, а, с другой, — как самостоятельный конструкционный материал. [c.203]

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 Н2504 при температуре кипения гафний более стоек, чем цирконий, приближаясь в этих [c.257]

Цирконий может растворяться при нагревании в НгЗОл, а также в растворах НР или фторидов. Растворение твэлов на основе циркония рассмотрено в разделе 9.2, В растворах и в большей части своих соединений цирконий существует в четырехвалентном состоянии. Ион 2г + очень сильно гидролизуется, и из сильнокислых растворов может осаждаться гидроокись циркония. Ион циркония имеет большую склонность к комплексообразованию, чем четырехвалентные ионы церия, тория и плутония. Он образует очень стойкие комплексы с фто-ридпым ионом. Окись циркония чрезвычайно тугоплавка. Потенциально она может быть использована в качестве материала аппаратуры для нирометаллургических процессов и как конструкционный материал в реакторах, Тетрафторид циркония — весьма полезный компонент как расплавленного атомного горючего (см, раздел 14,6), так и солевого расплава для высокотемпературного процесса регенерации урана, основанного па возгонке летучих фторидов (см, раздел 10,9), [c.409]

Среди механически прочных коррозионно-стойких металлов цирконий обладает наименьшим поперечным сеченисм поглощения нейтронов. В активной зоне охлаждаемых водой энергетических реакторов в качестве конструкционного материала применяют преимущественно цирконий. Примером может служить использование циркония для изготовления отдельных внутренних деталей и для плакирования тепловыделяющих элементов кипящих реакторов. Цирконий играет важную роль в водных гомогенных реакторах, где служит материалом контейнеров для раствора сульфата уранила, нагревающегося до 300° С, и обеспечивает прохождение нейтронов из активной зоны в зону воспроизводства без заметного их поглощения. Никакой другой металл с таким небольшим поперечным сечением поглощения нейтронов, как у циркония, не может противостоять коррозии при подобных условиях. [c.165]

Для подбора конструкционного материала, стойкого в условиях расплава 80% K I - 20%, при температуре 1000-Ю50°С испытывались новые грудноокисляемые сплавы ва никелевой основе, сложнолегированные стали повышенной жаропрочности. Изучение коррозионного поведения различных металлов в расплаве сопей проводилось в камерной силиговой печи типа КУ1 S iO Б тиглях из двуокиси циркония. [c.138]

Прпменение. Основное применение металлич. Ц., очищенный от гафния, находит как конструкционный материал в ядерной энергетике это обусловлено малым поперечным сечением захвата тепловых нейтронов и высокой коррозионной стойкостью сплавов Ц. с нек-рыми легирующими добавками в воде высоких параметров (см. Циркония сплавы). Кроме того, Ц. используют в электровакуумной технике (как геттер), металлургии (как легирующий элемент), химич. машиностроении. Двуокись Ц. и циркон широко применяют для изготовления огнеупоров, керамики, эмалей и особых сортов стекла. [c.437]

Наиболее широко используются Ц. с. в ядерной энергетике в связи с их малым эффективным сечением захвата тепловых нейтронов, механич. прочностью при повышенных темп-рах (до 550—600°), высокой коррозионной стойкостью при высоких темп-рах в водных, щелочных и нек-рых кислых средах. К такого рода Ц. с. относятся циркалои (1,3—1,6% 8п 0,07-0,2% Ре 0,05-0,16% Сг 0,03-0,08% N1 остальное — 2г), к-рые имеют высокую прочность (до 40 кГ мм прж 500°), твердость по Бринеллю 180— 210 кГ1мм , коэфф, термич. расширения 6,5-Ю- , теплопроводность, практически не изменяющуюся до 400° (12,1 —12,55 ккал/м-час-град), и обладают хорошей стойкостью в воде при повышенных темп-рах. Как конструкционный материал для атомных реакторов используют также т. наз. озгениты — Ц. с. с общим содержанием 8п, Ге, N1, МЬ 0,5—1,5%, обладающие коррозионной стойкостью в горячей воде и паре до 400°, а также Ц. с. с 1—5% Та и 0,5—1% N1 и др. сплавы, получаемые обычно легированием циркония молибденом, ниобием, танталом, никелем или гафгшем, что повышает их механич. свойства. Так, сплав с 4% 8п и 1,6% Мо обладает высокой механич. прочностью и легко прокатывается при 800°. Высокой коррозионной стойкостью обладает также сплав Ъх с 15% Nb, имеющий высокую прочность после термообработки, хорошо сваривающийся и обрабатывающийся давлением. [c.439]

Все методы анализа основаны на использовании зависимости физико-химического свойства вещества, называемого аналитическим сигналом или просто сигналом, от природы вещества и его содержания в анализируемой пробе. В классических методах химического анализа в качестве такого свойства используются или масса осадка (гравиметрический метод), или объем реактива, израсходованный на реакцию (титриметрический анализ). Однако химические методы анализа не в состоянии были удовлетворить многообразные запросы практики, особенно возросшие как результат научно-технического прогресса и развития новых отраслей науки, техники и народного хозяйства в целом. Наряду с черной и цветной металлургией, машиностроением, энергетикой, химической промышленностью и другими традиционными отраслями большое значение для промышленноэнергетического потенциала страны стали иметь освоение атомной энергии в мирных целях, развитие ракетостроения и освоение космоса, прогресс полупроводниковой промышленности, электроники и ЭВМ, широкое применение чистых и сверхчистых веществ в технике. Развитие этих и других отраслей поставило перед аналитической химией задачу снизить предел обнаружения до 10 . .. 10 °%. Только при содержании так называемых запрещенных примесей не выше 10 % жаропрочные сплавы сохраняют свои свойства. Примерно такое же содержание примеси гафния допускается в цирконии при использовании его в качестве конструкционного материала ядерной техники. (Вначале цирконий был ошибочно забракован как конструкционный материал этой отрасли именно из-за загрязнения гафнием). Еще меньшее содержание загрязнений (до 10 %) допускается в материалах полупроводниковой промышленности (кремнии, германии и др.). Существенно изменяются свойства металлов, содержание примесей в которых находится на уровне 10 % и меньше. Например, хром и бериллий становятся ковкими и тягучими, вольфрам и цирконий становятся пластичными, а не хрупкими. Определение столь малых содержаний гравиметрическим или титриметрическим методом практически невозможно, и только применение физико-химических методов анализа, обладающих гораздо более низким пределом обнаружения, позволяет решать аналитические задачи такого рода. [c.4]

Марганец и еще два элемента — хром и цирконий — вводятся в небольших количествах почти во все алюминиевые сплавы. Они очень сильно влияют на структуру и свойства металла. Из сплава алюминия с марганцем изготовлялись первые авиационные бензобаки. Сплавы алюминия с магнием и марганцем — магналий, АМг-5 — не упрочняются термической обработкой (не дают эффекта старения) однако они обладают высокой коррозионной стойкостью, очень хорошо свариваются плавлением (в ар-Г0Н0В011 среде). Они прекрасно зарекомендовали себя в судостроении как конструкционный материал, из таких сплавов, например, сделаны корпуса ракет и метеоров , судов на подводных крыльях. Онн применены в некоторых тинах ракет. [c.206]

Анализ циркония. Анализ другого важного конструкционного материала — циркония на 29 примесей, среди которых были В, Ве, d, Fe, Mn и др., проводили Дель-Гроссо и Лэндис Спитцер и Смит а также Гордон и Жакоб Во всех этих работах в качестве носителя выбрано хлористое серебро. В последней работе получены несколько худшие результаты, чем в [c.335]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология