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深入剖析锆及锆合金的特性及广泛应用

时间:2021-05-15 浏览量:56 字号

    锆合金主要应用于核工业领域中的包壳材料、压力管及元件盒等,其热中子吸收截面积小(仅为0.18×10-28m2),用锆合金代替不锈钢作为核反应堆的结构材料,可以节省近一半的铀燃料,锆合金在300~400℃高温高压水蒸汽中有很好的抗腐蚀性能。


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    在反应堆内有相当好的抗中子辐照性能,也使得反应堆提高了数十年的使用寿命,锆合金还有适中的力学性能、良好的加工性能以及和铀燃料良好的相容性。锆在核电工业,核潜艇制造及核废料处理工业均是不可替代的结构材料。


    锆合金作为空间材料,可应用于空间机构关键活动件。其具备较低的密度,可为卫星等航天器的减重作出巨大贡献,更拥有较低的热膨胀系数,耐太空低温、适应交变温度场、耐原子氧侵蚀、抗太空辐照等优点,具有良好的空间环境适应性,这使得锆合金在服役过程中更加可靠稳定。


    太空中存在空间环境效应,经带电粒子(120keV、最高注入量5×25400px-2的质子、氮离子及氩离子)辐照后仍可靠服役;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,其强度得到大幅提升。"神六"上使用的抗腐蚀性、耐高的钛产品,其抗腐蚀性能远不如锆,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。