Zirkonium: lidhjet e bazuara në të. Vetitë, aplikimi

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-02 14:02

I rrallë, por në të njëjtën kohë shumë i rëndësishëm në shumë industri, metali - zirkonium - u izolua për herë të parë vetëm në 1824. Megjithatë, ai ende përmbante një përqindje të caktuar të elementeve të tjerë. Vetëm në shekullin e 20-të u bë e mundur të përftohej zirkonium i pastër, pa papastërti të ndryshme. Lidhjet e bazuara në të përdoren me sukses për prodhimin e refraktareve, gërryesve, bojrave qeramike, letrës zmerile, tekstileve, deodorantëve dhe gurëve artificialë. Sigurisht, nuk duhet harruar rëndësinë e lartë të këtij metali në mjekësi. Mësoni më shumë për të.

Zhvillimi i metalurgjisë

Zirkoni është përbërësi kryesor i lidhjeve për inxhinierinë e energjisë bërthamore. Por për këtë është e nevojshme që ajo të jetë sa më e pastër nga papastërtitë e ndryshme. Fakti është se në mineralet e zirkonit nuk ka vetëm një element kaq të rrallë të tokës si hafniumi, por edhe azot, karbon dhe oksigjen. Dhe papastërtitë e tilla jo metalike janë mjaft të rrezikshme dhe mund të përfshihen në përbërjen e materialeve strukturore për reaktorët bërthamorë në një sasi prej jo më shumë se të milionat e përqindjes. Prandaj, marrja e zirkonit të pastër dhe lidhjevebaza e tij është një proces mjaft i gjatë dhe i mundimshëm. Fillimisht hapet koncentrati, pastaj pasurohet, ndahen papastërtitë e padëshiruara dhe hafniumi.

Zirkoniumi i pastër duket si një metal tipik. Në pamje, është shumë i ngjashëm me çelikun, por në të njëjtën kohë më i qëndrueshëm dhe i urtë. Natyrisht, në lidhjet e bazuara në të, karakteristikat e tij mund të ndryshojnë ndjeshëm në varësi të sasisë së elementëve të tjerë. Për shembull, oksigjeni (më shumë se 0.6%) do ta bëjë zirkonin më të brishtë. Por ka edhe një anë negative: dioksidi i këtij metali (ZrO_{2) ka një pikë shkrirjeje prej 2680 °C.}

Materiali kryesor i ndërtimit

Siç u përmend më herët, zona më e gjerë ku përdoren zirkonium dhe lidhjet e tij është industria bërthamore. Avantazhi i tyre kryesor është se ata kanë një seksion të vogël të kapjes së neutroneve termike (vetëm 0,18 hambar), veti të mira korrozioni dhe një pikë të lartë shkrirjeje. Pra, TVEL është elementi kryesor konstruktiv i karburantit të zonës aktive të një reaktori bërthamor, në të cilin vendoset karburanti bërthamor. Pikërisht në të ndodh ndarja e bërthamave të rënda, që do të thotë se elementi i karburantit duhet të jetë prej metali më të qëndrueshëm dhe refraktar dhe nuk duhet të ndryshojë karakterin e përthithjes së neutronit në reaktor.

Pra, lidhjet e zirkonit përdoren për të bërë guaskën e saj. Kërkesat për ta janë mjaft strikte. Pra, elementët aliazh nuk duhet të përkeqësojnë karakteristikat e tij. Në veçanti, kjo ka të bëjë me seksionin e vogël kryq për kapjen e neutroneve termike. Zirkoni është i lidhur në mënyrë që tështypni efektet e dëmshme të azotit dhe përmirësoni vetitë e tij korrozioni. Shumë elementë të sistemit periodik të Mendelejevit nuk janë të përshtatshëm, pasi zvogëlojnë disa karakteristika.

Lidhja më e famshme e përdorur për prodhimin e shufrave të karburantit është zircaloy. Elementi kryesor i lidhjes së tij është kallaji, dhe elementët ndihmës janë hekuri, kromi dhe nikeli. Në Rusi, niobium përdoret më shpesh për lidhjen e zirkonit. Ai gjithashtu ka një seksion kryq të kapjes termike të neutronit, redukton marrjen e hidrogjenit dhe formon vetëm zgjidhje të ngurta. Dhe kjo, nga ana tjetër, u siguron lidhjeve me duktilitet të lartë.

Lidhje zirkonium

Rezistenca e lartë ndaj korrozionit të këtij metali shpjegon pse përdoret kaq shpesh si element aliazh në metalurgjinë me ngjyra dhe me ngjyra. Përveç kësaj, është i patretshëm në acidet klorhidrike dhe nitrik dhe alkalet. Kështu, lidhjet shumëkomponente të zirkonit me magnez janë shumë të njohura. Për më tepër, lidhja me këtë metal rrit rezistencën acidike të titanit. Lidhjet e zirkonit me bakër kanë forcë të lartë dhe përçueshmëri elektrike. Shumë shpesh përdoret gjithashtu si një shtesë në prodhimin e llojeve të ndryshme të çelikut. Kjo ju lejon të hiqni squfurin, nitrogjenin dhe oksigjenin prej tyre.

Industria mjekësore

Duke marrë parasysh zirkonin dhe lidhjet e tij, nuk mund të mos përmendet edhe një fushë tjetër e përdorimit të tyre. Në industrinë mjekësore, ata zënë shumë nga vendi i fundit. Kohët e fundit, çeliku dhelidhjet e titanit. Megjithatë, në disa raste, trupi i hodhi poshtë këto metale, ndaj të cilave u shfaq një reaksion alergjik. Mjekësia moderne përdor zirkonium dhe lidhjet e titanit për prodhimin e kapëseve, pllakave, implanteve, protezave dhe mekanizmave të fiksimit të tyre.

Për shkak se ky metal dhe përbërjet e tij nuk irritojnë kockat dhe indet e buta përreth, ai është përdorur me sukses në prodhimin e bizhuterive. Për shembull, vathët e zirkonit nuk shkaktojnë reaksion alergjik dhe shërojnë një plagë në llapën e veshit jo më keq se ari.

Konsumi i energjisë

Lidhja e aluminit dhe zirkonit ka shumë karakteristika pozitive dhe për këtë arsye përdoret me sukses në industrinë e energjisë. Fakti është se telat e çelikut dhe bakrit peshojnë mjaft, dhe shpesh mbështetësit e vjetër nuk mund të përballojnë një ngarkesë të tillë. Në vitin 1960, në Japoni, një grup shkencëtarësh prodhuan një sërë lidhjesh të aluminit dhe zirkonit. Ata përcaktuan se një material i tillë mund të përdoret për një kohë të gjatë në temperatura të larta (150-230 ° C) dhe në të njëjtën kohë do të jetë mjaft i lehtë. Kjo lejon që ajo të përdoret për prodhimin e telave me temperaturë të lartë. Kjo rrit besueshmërinë dhe efikasitetin e rrjeteve elektrike.

Zbatime të tjera për komponimet dhe lidhjet e zirkonit

Në shumë antidjersë, mund të gjeni një përbërës të tillë si Alumini Zirconium Tetrachlorohydrex. Është një përbërje kimike që thith djersën dhe erën e saj. Shkencëtarët kanë zbuluar se nuk është kështuabsorbohet në lëkurë, dhe për këtë arsye, nuk mund të shkaktojë dëm të rëndë për shëndetin. Pavarësisht nga kjo, alumini-zirkonium-tetraklorohidreksglicina është e ndaluar në BE dhe SHBA.

Oksidi i zirkonit përdoret për të bërë elektrokorund. Përftohet nga shkrirja në furrat elektrike të pjerrëta. Zirconium electrocorundum rezulton të jetë mjaft i fortë dhe lejon përpunimin e materialeve me një forcë të madhe shtrënguese. Më shpesh përdoret për bluarje të ashpër dhe të ashpër.

Në përgjithësi, duhet theksuar se zirkonium dhe lidhjet e tij kanë një pikë të lartë shkrirjeje, rezistencë kimike dhe një koeficient të ulët të zgjerimit termik. Është për këtë arsye që përdoret në mënyrë aktive në një larmi fushash.