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锆及锆合金的特性及运用

2022-01-21

  随着现代科学技术的迅勐发展,传统材料已经很难满足当下日益严苛的工业执役条件,新式高功能材料的研发势在必行。由此,锆及锆合金在近年来备受关注。

  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,加工功能优异,无毒,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运用,因此各国都比较重视锆合金的研讨开发作业。如今,随着对锆合金的研讨趋于成熟,锆及其合金在航空航天、海洋工程、化工行业、医用行业及一些特别领域中也得到广泛运用。作为重要的战略性材料,锆被誉为“原子时代第1金属”、第三代的优良特种耐蚀材料。

  由于其冶炼提纯的工艺复杂严苛、科技含量高,锆被视作稀有金属,是这也是其贵重的主要原因。与同族元素钛比较,锆愈加具有惊人的抗腐蚀功能、较高的熔点、硬度和强度等特性。虽然诸多钛合金产品已被我们熟知,但钛产品的抗腐蚀功能远不如锆合金产品。所以,锆是名至实归的核能金属、太空金属、不朽金属、人体亲和金属。

  锆合金作为空间材料,可运用于空间组织要害活动件。其具有较低的密度,可为卫星等航天器的减重作出很大贡献,更拥有较低的热膨胀系数,耐太空低温、适应交变温度场、耐原子氧腐蚀、抗太空辐照等优点,具有良好的空间环境适应性,这使得锆合金在执役过程中愈加牢靠稳定。

  太空中存在空间环境效应,经带电粒子(120kev、高注入量5×25400px-2的质子、氮离子及氩离子)辐照后仍牢靠执役;经原子氧暴露后,提高了锆合金表面的抗划擦和抗腐蚀能力;在零下100℃极端低温条件下,其强度得到大幅提高。“神六”上运用的抗腐蚀性、耐高的钛产品,其抗腐蚀功能远不如锆,其熔点1600度左右,而锆的熔点则在1800度以上,二氧化锆的熔点更是高达2700度以上,所以锆作为航空航天材料,其各方面的功能大大优越于钛。在军工领域,含锆的装甲材料、大炮锻件、耐热部件等是制作坦克车、坦克、大炮和防弹板等兵器的重要材料,与此同时可减轻兵器、装备分量,较大的提高作战能力。


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