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鋯,原子序數40,原子量91.224,為銀灰色金屬,外觀似鋼,有光澤,熔點1852°C,沸點4377°C,密度6.49克/立方厘米。化合價+2、+3和+4。電離能6.84電子伏特。
鋯管容易吸收氫、氮和氧氣;鋯對氧的親和力很強,1000°C氧氣溶于鋯中能使其體積顯著增加。鋯的表面易形成一層氧化膜,具有光澤,故外觀與鋼相似。有耐腐蝕性,但是溶于 和王水。高溫時,可與非金屬元素和許多金屬元素反應,生成固溶體。鋯的可塑性好,易于加工。鋯在加熱時能大量地吸收氧、氫、氮等氣體,可用作貯氫材料。鋯的耐腐蝕性比鈦好,接近鈮、鉭。鋯與鉿是化學性質相似、又共生在一起的兩個金屬,且含有放射性物質。
鋯合金
鋯合金管以鋯為基體加入其他元素而構成的有色合金。主要合金元素有錫、鈮、鐵等。鋯合金在300~400℃的高溫高壓水和蒸汽中有良好的耐蝕性能、適中的力學性能、較低的原子熱中子吸收截面,對核燃料有良好的相容性,多用作水冷核反應堆的堆芯結構材料。此外,鋯對多種酸、堿和鹽有優良的抗蝕性,與氧、氮等氣體有強烈的親和力,因此鋯合金也用于制造耐蝕部件和制藥機械部件,在電真空和燈泡工業中被廣泛用作非蒸散型消氣劑。
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鋯是由M.H. Klaproth于1789年在德國柏林發現。但直到1824年才被J.J. Berzelius在瑞典斯德哥爾摩分離出來。鋯是一種堅硬、有光澤、銀色的金屬,從其礦石(氧化物或鋯石,ZrSiO)中提取出來,提取方法是首先將礦石轉化為四鹵化物,然后用鎂還原。該金屬由于形成穩定的氧化膜而具有極高的耐腐蝕性,不受酸(HF除外)和堿的侵蝕。由于其耐腐蝕性,鋯廣泛用于使用腐蝕劑的化學工業中。此外,由于其優良的高溫性能,加上其低的中子吸收,它被用于核反應堆的建造。純金屬也被用作噴氣發動機的襯里。鋯用作合金元素,所得合金具有更好的機械性能。氧化鋯(ZrO?)在搪瓷中用作乳濁劑,也用作顏料。然而,氧化鋯的主要應用是利用其優異的強度和高溫性能,用于制造鑄造坩堝、磚、陶瓷和磨料。它具有足夠的強度以使其能夠用于制造高精度的刀片。鋯的化學性質與鉿的化學性質非常相似。因此用于鋯提取的常規化學方法將不能除去鉿,鉿可以高達4.5%的水平存在于鋯的商品牌號中。高純度牌號的、含有少于0.01%鉿的鋯用于核應用。
鋯合金是鋯或其他金屬的固溶體。鋯具有非常低的熱中子吸收截面,高硬度,延展性和耐腐蝕性。鋯合金的主要用途是核技術領域,例如核反應堆內的燃料棒等。核級鋯合金的典型組成是超過95%鋯和低于2%的錫,鈮,鐵,鉻,鎳和其它金屬,加入這些金屬來提高機械性能和耐腐蝕性。
鋯合金管在300~400℃ 的高溫高壓水和蒸汽中有良好的耐蝕性能、適中的力學性能、較低的原子熱中子吸收截面(鋯為0.18靶恩),對核燃料有良好的相容性,因此可用作水冷核反應堆的堆芯結構材料(燃料包殼、壓力管、支架和孔道管),這是鋯合金的主要用途。鋯對多種酸(如鹽酸、硝酸、硫酸和醋酸)、堿和鹽有優良的抗蝕性,所以鋯合金也用于制作耐蝕部件和制藥器件。鋯與氧、氮等氣體有強烈的親和力,所以鋯和鋯合金還在電真空和燈泡工業中被廣泛用作非蒸散型消氣劑(見消氣材料)。鋯具有優異的發光特性,所以成為閃光和焰火材料。
品名:鋯管 拋光表面 表面:光亮
純度:≥99.6% 密度:6.51 g/cm3 熔點:1852℃
生產工藝:鍛造、軋制。
應用領域:主要用在原子能工業、高溫高壓下用作耐蝕化工材料。
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