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锆(Zr)的命名源于锆石,锆石则来源于波斯语“金色(zargun)”,早在几个世纪前,锆石已经被人类用作珠宝。锆石在圣经中也有被提及,称其是以色列大祭司佩戴的12种宝石之一。而后,在化学家马丁提纯锆的氧化物时,锆元素被正式命名。
鉴于锆及锆合金具有密度低,比强高,耐腐蚀,耐辐照,优良的耐磨性,加工性能优异,,无磁,热中子吸收截面小等一系列特点,锆合金优先在核工业中得到了不可替代的应用,因此世界各国都十分重视锆合金的研究开发工作。如今,随着对锆合金的研究趋于成熟,锆及其合金在航空航天、海洋工程、化工行业、医用行业及一些特殊领域中也得到广泛应用。作为重要的战略性材料,锆被誉为“原子时代金属”、世界第三代的优良特种耐蚀材料。
锆管、锆合金管:
规 格;8.0-38.0(外直径)X0.5-2.0(壁厚)X L(长)mm。
状 态;退火
主要性能;抗拉强度》379Mpa 导热率=0.040Cal/cm2(可以弯成需要的形状)。
锆和锆合金都有同质异晶转变,高温相是体心立方结构的β-Zr,低温相是密排六方结构的α-Zr。纯锆的转变温度为 862℃。合金和工业锆的转变温度受合金元素和杂质元素的影响:铁、镍、铬、铌的加入缩小α-Zr相区,使转变温度降低;氧、氮、锡扩大α-Zr相区,使转变温度升高。Zr-2.5Nb合金有明显的淬火强化效应。这种合金加热到β区或(α+β)高温区,经过水中淬火后,其室温抗拉强度可达90公斤力/毫米2;合金淬火后再经500℃适当时效处理,其强度不降低,而塑性却显著提高。这种固溶-时效合金有比较好的耐腐蚀性能。
加工
锆和锆合金塑性好,可制成管材、板材、棒材和丝材,其中管材为主要产品。锆和锆合金的加工工艺取决于锆的基本性质和核反应堆对锆构件的特殊要求。锆的基本性质是:易被氧、氮、氢等污染,易粘模具,有同质异晶转变。核反应堆对锆构件的要求是尺寸精度高,显微组织要求严格,性能稳定。使用广的无缝锆管加工的主要工序为:配制自耗电极、熔铸、锻造、热挤(管坯)、冷加工、精整。
真空自耗电弧熔炼法是锆和锆合金工业生产的普遍的方法。
天然锆有6种稳定同位素:锆90、91、92、94、96,其中锆90含量大。锆(Zirconium)是一种化学元素,它的化学符号是Zr,它的原子序数是40,是一种高熔点金属,呈浅灰色。密度6.49g/㎝3。熔点1852±2.001℃,沸点4377℃。化合价+2、+3和+4。电离能6.84电子伏特。锆的表面易形成一层氧化膜,具有光泽,故外观与钢相似。有耐腐蚀性,可溶于 和王水,高温时,可与非金属元素和许多金属元素反应,生成固体溶液化合物。
制取方法
1、将斜锆石焙烧转化为四氯化锆。锆石与炭共热,转化为碳化锆,再氯化成四氯化锆,然后用镁还原可制得金属锆。工业上较好的方法是以ZrCl4或K2ZrF6为原料的熔盐电解法生产。
2、将锆石与碳一起用电炉加热可得到碳化锆,随后在500℃将碳化锆氯化可得粗四氯化锆。为了将其中的铪分离出去,首先将粗四氯化锆用水溶解,再从水溶液中分离铪。有代表性的溶剂抽提分离法是以异己酮为溶剂。利用这种方法可以得到氧化铪,把氧化铪在碳的存在下加热到900℃,再使它氯化生成四氯化锆,用升华提纯法提纯四氯化锆。在约850℃使用镁还原,副产品氯化镁在约900℃时可经过真空蒸馏分离除去,后得到海绵状锆。
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