Palica iz cirkonijeve zlitine

Zaradi naslednjih nenadomestljivih lastnosti ima palica/palica iz cirkonijeve zlitine pomembno vlogo v številnih industrijskih aplikacijah:

1. Izjemno nizek absorpcijski-presek toplotnih nevtronov

To je glavni razlog, zakaj bi lahko bila cirkonijeva zlitina prva izbira za jedrsko industrijo. Kot gorivo za jedrski reaktor je toplotni nevtron iz cirkonijeve zlitine s šibko absorpcijsko sposobnostjo, ki omogoča več toplotnega nevtrona, da sodeluje v reakciji neprekinjene jedrske cepitve, tako da se lahko spodbuja ekonomičnost in učinkovitost reaktorja.

2. Odlična lastnost odpornosti proti koroziji

Cirkonij se lahko sprosti v oksidacijski film s kompaktnim, stabilnim in močnim oprijemom, katerega glavna sestavina je cirkonijev dioksid v okoljih visoke-temperature in visokega{1}}tlaka. Film je kot ovira za osnovno kovino pred korozijo in zagotavlja izjemno visoko stabilnost pri visoki-temperaturi vode in pare s temperaturo nad 350 stopinj in je veliko boljša od nerjavečega jekla.

3. Čudovita mehanska lastnost

Cirkonijeva zlitina še vedno ohranja zadostno trdnost, obliko-zmožnost in zmožnost proti-deformacije pri lezenju ter zdrž-zmožnost dolgoročne-mehanske stiskalnice in sevalnega okolja znotraj reaktorja.

4. Razumna kombinacija uspešnosti

Optimiziranje trdnosti, korozijske-odpornosti in proti-sevalnih lastnosti za prilagoditev različnim industrijskim okoljem prek moduliranega elementa zlitine, kot so Sn, Nb, Fe, Cr itd.

Cirkonijeva zlitina se uporablja predvsem za področja, kjer je potrebna super visoka-tehnologija.

1. Jedrska industrija (tipična uporaba)

Obloga jedrskega goriva: glavni izdelki visoko predelanih izdelkov. Palico iz cirkonijeve zlitine je treba ekstrudirati, valjati ali potegniti v cev iz cirkonijeve zlitine s tanko steno, da se razdeli jedrsko gorivo (tukaj se nanaša na kroglice uranovega dioksida), ki predstavlja prvo varnostno zaveso za preprečevanje uhajanja produkta radioaktivne cepitve in ohranjanje strukturne celovitosti komponent goriva.

Strukturni sestavni del: Palica/palica iz cirkonijeve zlitine se lahko uporablja tudi za druge strukturne komponente jedra reaktorja, kot so cevovod, rešetka, končni čep.

2. Kemijska industrija

Palica/palica iz cirkonijeve zlitine je na voljo tudi za enoto kemične opreme, povezano z močnimi kislinami, močnimi alkalijami in dielektriki soli, kot so črpalka, ventil, cev izmenjevalnika toplote, gred mešala itd.

3. Specializirano področje

Z določeno uporabo v letalstvu, medicini (implantacijski materiali zaradi svoje bio-združljivosti), vendar obseg in pomen nista tolikšna kot jedrska industrija.

Za različne scenarije uporabe so potrebne različne ocene, skupne ocene pa so naslednje:

Zr-4 cirkonijeva zlitina: Najbolj zrel material za oplaščenje z -razsežno uporabo za PWR. Za izboljšanje zmožnosti proti -absorpciji vodika in proti vodikovi krhkosti z zmanjšanjem vsebnosti niklja.

Zr2.5Nb cirkonijeva zlitina: Uporablja se predvsem za kanadski težkovodni reaktor CANDU z večjo trdnostjo.

Nova cirkonijeva zlitina (ZIRLO®, M5®, E635): Zlitina, ustvarjena za večjo porabo goriva (učinkovitejša poraba goriva) in daljše obdobje gorivnega cikla. Običajno z vsebnostjo Nb za spodbujanje funkcije deformacije proti -polzenju in odpornosti proti koroziji za ključni material naslednje jedrske elektrarne.

Izdelava palice iz cirkonijeve zlitine je zapleten in zelo{0}}zahteven postopek, ki vključuje:

1. Priprava spužvastega cirkonija: pridobivanje spužvastega cirkonija iz cirkonijeve rude s postopkom mag -neziotermične redukcije (postopek Kroll)

2. Taljenje: Mešanje cirkonija in elementov zlitine, da dobimo homogen in čist cirkonijev ingot po večkratnem taljenju VAR.

3. Kovanje in ekstrudiranje: kovanje ingotov v gredice palic s polnim premerom in manjšim premerom, da se zlomi-lita struktura.

4. Valjanje in vlečenje: Obdelava palice/palice v prilagojene dimenzije in natančnost s tehnologijo vročega-valjanja, hladnega-valjanja in vlečenja.

5. Toplotna-obdelava in končna obdelava: Z žarjenjem za prilagoditev mikro-strukture in mehanskih lastnosti za dosego končnega ravnanja in poliranja.

    Na splošno je palica/palica iz cirkonijeve zlitine kot osrednji strateški material nenadomestljiva izbira za obloge goriva in strukturne komponente reaktorjev pri uporabi v jedrski industriji s svojim prerezom-nizke absorpcije nevtronov in popolno odpornostjo proti koroziji v okoliščinah visoke temperature in visokega{1}}tlaka vode.