Materialul zirconiului (Zr) este un metal puternic, rezistent la coroziune-, cu proprietăți mecanice excelente, ceea ce îl face potrivit pentru o gamă largă de aplicații industriale, inclusiv reactoare nucleare, aerospațiale și procesare chimică.
Zirconiul (Zr) este un element chimic cu număr atomic 40. Este un metal de tranziție strălucitor, gri-alb, puternic și ductil, care este foarte rezistent la coroziune. Este cel mai bine cunoscut pentru secțiunea transversală-excepțională de absorbție scăzută pentru neutronii termici, ceea ce îl face indispensabil în industria nucleară și pentru biocompatibilitatea sa în aplicațiile medicale.
Proprietăți fizice
|
Proprietăți fizice |
Date |
|
Densitate |
6,52 g/cm³ |
|
Punct de topire |
1.855 grade (3.371 grade F) |
|
Punct de fierbere |
4.409 grade (7.970 grade F) |
|
Modulul de elasticitate |
91 GPa |
|
Raportul lui Poisson |
0.35 |
|
Conductivitate electrică |
5,5 x 10⁻⁶ Ω·m (la 20 de grade) |
|
Conductivitate termică: |
22,7 W/m·K la 300 K |
Proprietăți mecanice
|
Proprietăți mecanice |
Date |
|
Rezistență la tracțiune |
350-500 MPa (depinde de aliaj și tratament termic) |
|
Puterea de curgere |
~250-450 MPa |
|
Elongaţie |
~15-25% (în funcție de formă și aliaj) |
|
Duritate |
Duritatea Vickers ~180–250 HV (variază în funcție de aliaj și tratament termic) |
Proprietăți chimice
Rezistenta la coroziune
Zirconiul este foarte rezistent la coroziune în diferite medii acide și alcaline. Este deosebit de rezistent la atacul acidului clorhidric, acidului sulfuric și apei de mare, făcându-l ideal pentru utilizare în procesarea chimică.
Rezistenta la oxidare
Când este expus la aer, zirconiul formează un strat subțire de oxid (ZrO₂) care acționează ca o barieră de protecție, prevenind oxidarea ulterioară. Acest strat de oxid este stabil până la 500 de grade.
Proprietăți termice
| Conductivitate termică | 22 W/m·K (pentru zirconiu pur) |
| Căldura specifică | ~0.28 J/g·K |
| Coeficientul de dilatare termică | 5,4 × 10⁻⁶/grad (la 25 de grade) |
| Difuzivitate termică | 2.1 × 10⁻⁶ m²/s |
Proprietăți electrice
Conductivitate electrică
Relativ scăzut, aproximativ 10% din cel al cuprului.
Rezistivitate
0,000076 Ω·m (pentru zirconiu pur)
Constanta dielectrica
8,5 (la 1 MHz)
Rezistenta la coroziune
● Foarte rezistent-la coroziune: Zirconiul este cunoscut pentru rezistența sa excelentă la coroziune, în special în medii acide. Rezistă la coroziune în acizi puternici, alcalii și săruri. Rezistența sa la abur-înaltă la temperatură este deosebit de importantă în reactoarele nucleare.
● Stratul de oxid: Zirconiul formează un strat protector de oxid (ZrO₂) atunci când este expus la aer, ceea ce îi sporește rezistența la coroziune.
● Reactivitate: La temperaturi ridicate, zirconiul poate reacționa cu oxigenul, azotul și carbonul, dar stratul său de oxid previne degradarea ulterioară.
Proprietăți magnetice
Comportament magnetic: Zirconiul este paramagnetic, adică este slab atras de câmpurile magnetice. Nu este feromagnetic și este ne-magnetic la temperatura camerei.
Supraconductivitate
Zirconiul prezintă proprietăți supraconductoare la temperaturi foarte scăzute, dar nu este utilizat în mod obișnuit pentru aplicații supraconductoare precum niobiul. Temperatura sa critică este de aproximativ 0,2 K.
Aliaje
Zirconiul este adesea aliat cu alte metale precum staniul, fierul și nichelul pentru a-și îmbunătăți rezistența, rezistența la coroziune și proprietățile mecanice. Unele aliaje comune includ:
Zirconiu-Stan (Zr-Sn) Aliaje
Folosit în principal în reactoarele nucleare pentru placarea combustibilului datorită absorbției scăzute de neutroni.
Zirconiu-Fier (Zr-Fe) Aliaje
Folosit în aplicații rezistente la-temperatură ridicată și la coroziune-.
Zirconiu-Nichel (Zr-Ni) Aliaje
Folosit pentru aplicații în care sunt necesare rezistență sporită și rezistență la coroziune.
Aplicații
● Industria nucleară:Zirconiul este utilizat pe scară largă în reactoarele nucleare pentru placarea barelor de combustibil datorită secțiunii transversale-scăzute de absorbție a neutronilor și rezistenței mari la coroziune la temperaturi ridicate. Aliajele de zirconiu (în special Zr-2.5Nb) sunt utilizate în mod obișnuit în acest scop.
● Procesare chimică:Datorită rezistenței sale excelente la coroziune în medii agresive, zirconiul este utilizat în reactoare, pompe, supape și alte echipamente din industria chimică și petrochimică.
● Aerospațial:Zirconiul este utilizat în aplicații aerospațiale pentru componente și acoperiri cu temperatură înaltă-, în special pentru punctul său de topire ridicat și capacitatea de a rezista la condiții extreme.
● Medical:Zirconiul și aliajele sale sunt utilizate în implanturi medicale, inclusiv în proteze dentare și de șold, datorită biocompatibilității și rezistenței sale la coroziune în corpul uman.
● Aliaje:Zirconiul este adesea aliat cu alte metale, cum ar fi hafniul, niobiul și staniul, pentru a-și îmbunătăți proprietățile pentru aplicații specifice, cum ar fi materialele rezistente la coroziune-pentru industria chimică și reactoare nucleare.
Caracteristici cheie
● Rezistență ridicată la coroziune:Avantajul principal al zirconiului este capacitatea sa de a rezista la coroziune în majoritatea mediilor acide și alcaline, ceea ce îl face foarte valoros în industriile care se ocupă cu substanțe chimice agresive.
● Punct de topire ridicat:Cu un punct de topire de 1.855 de grade , zirconiul poate rezista la aplicații la temperaturi ridicate-în care multe alte materiale ar eșua.
Tag-uri populare: material de zirconiu, producători de materiale de zirconiu din China, furnizori, fabrică, Material de cadmiu, Material de niobiu, alte metale rare, Material de tantal, Material de zirconiu
