מתכת זירקוניום Zr702/Zr705 ויישומי הסגסוגת שלה

לזרקוניום וסגסוגותיו תכונות גרעיניות יוצאות דופן ועמידות בפני קורוזיה ותכונות מכניות מצוינות, כיום כמעט כולם משמשים בתעשיית האנרגיה האטומית, כמבנה של כורים גרעיניים, חומרי חיפוי ומוטות בקרה.

1. יישום בכורים

מתכת זירקוניום מתאימה לכורים מקוררי מים, והשימושים שלה הם כדלקמן:

(1) יצירת מבני ליבה קבועים ותיקון אלמנטי דלק. לייצור צינורות לחץ וליצור אביזרים נוספים.

(2) כחומר חיפוי לאלמנטי דלק. חומר חיפוי אלמנט דלק דורש חתך ספיגת נויטרונים תרמי קטן, עמידות טובה בפני קורוזיה ותכונות מכניות, שבהן סגסוגות זירקוניום הן המשביעות ביותר. בנוסף, גם המוליכות התרמית והתאימות לדלק טובים.

(3) זירקוניום הוא תוסף טוב לסגסוגות אורניום. ההידריד של זירקוניום יכול לשמש כמאטה בכורים.

בל הוא חומר בקרה אידיאלי עבור כורים מקוררים במים. בגלל העמידות הטובה בפני קורוזיה, ניתן להשתמש בפעמון במצב חשוף ללא חיפוי. האטריות עמידות גבוהה בפני קרינה ובעלות חיי שירות ארוכים. כיום, כמעט כל הכורים המקוררים במים לאוניות משתמשים בפעמון לייצור מוטות בקרה.

2. יישום בתעשייה הכימית

מכיוון לזירקוניום יש עמידות מצוינת בפני קורוזיה על ידי חומצות, אלקליות ואמצעים אחרים, הוא נמצא בשימוש נרחב יותר ויותר בציוד כימי. כגון זירקוניום יכול לשמש לייצור מגדלי תגובה עמידים בפני קורוזיה, משאבות, מחליפי חום, שסתומים, מערבלים, חרירים, מעטפת צמד תרמי, ציפוי צינור ומיכל וכן הלאה.

3. יישומים אחרים

זירקוניום, אבקת אטריות בתעשיית הצינורות האלקטרוניים יכולים לשמש כחומר טוב לסילוק גז, אבקת סגסוגת Zr-16A1 וקשר לחץ הוא חומר ביטול גז מצוין שאינו מפוגג. חוטי ויריעות זירקוניום יכולים לשמש כמחזיקי שערים, מחזיקי קתודה וחומרי שער. השימוש בנקודת ההיתוך הגבוהה של פעמון ובפליטה גבוהה, פעמון זמין (סגסוגת W-Hf) לייצור חוט ליבון, הקתודה של צינור הרנטגן, האלקטרודה של צינור פריקת הגז במתח גבוה ורכיבי מיישר.

בתעשיית הפירוטכניקה משתמשים בזרקוניום ואבקת עופרת לייצור ניפוצים ופריימרים. ניתן להשתמש באבקת זירקוניום ובניטראט זירקוניום לייצור אבקת פלאש צילום.

למתכת זירקוניום כיסוד מתג יש שימושים רבי ערך רבים בתעשיית ההיתוך.

בתהליך ייצור הפלדה, זירקוניום הוא אלמנט רב עוצמה מסיר חמצון ודיניטריפי. זירקוניום מעדן את גרגירי האוסטניט בפלדה, וניתן לסנתז גופרית לזירקוניום גופרתי, ובכך למנוע התפרקות תרמית של פלדה. זירקוניום גם מפחית את ההשפעות של הזדקנות המתח ומשפר את קשיחות הטמפרטורה הנמוכה של הפלדה. עבור סגסוגות מגנזיום, סגסוגות אלומיניום, זירקוניום הוא זיקוק דגנים יעיל ביותר.

תוספת של כמות קטנה של עופרת משפרת את העמידות של סגסוגות כריית ניקל (המכילות כ-80% Ni ו-20% Cr). בנוסף, בעת הפחתת תחמוצות טונגסטן, הוספת 0.1~3% של עופרת יכולה לשלוט בקצב צמיחת הדגנים.

תחמוצות זירקוניום הן חומרי גלם עבור אמייל עמיד לחומצה וחומרי עקשן. כמה תרכובות של זירקוניום משמשות כצבעים וכזרזים לתגובות אורגניות. בתעשיית הזכוכית, כרום זירקוניום משמש כתוסף לכוסות מיוחדות.

נקודת התכה של קרביד של אטריות (HfC) של 3890C, והרכב טנטלום קרביד (TaC) 1:4 לאחר (HfC-4TaC), נקודת ההיתוך של 3940C, היא נקודת ההיתוך הגבוהה ביותר של חומרים קרמיים. אטריות קרביד קשות מאוד ויכולות לשמש כחומרי חידוד ושחיקה.