Zirkoniy (Zr) materiali kuchli, korroziyaga{0}}bardoshli metall boʻlib, mukammal mexanik xususiyatlarga ega boʻlib, uni yadroviy reaktorlar, aerokosmik va kimyoviy qayta ishlash kabi keng koʻlamli sanoat ilovalari uchun mos qiladi.
Zirkoniy (Zr) atom raqami 40 boʻlgan kimyoviy elementdir. U porloq, kulrang{1}}oq, mustahkam va egiluvchan oʻtish metall boʻlib, korroziyaga juda chidamli. U termal neytronlar uchun ajoyib past singdiruvchi kesma- bilan mashhur, bu uni yadro sanoatida ajralmas qiladi va tibbiyotda biologik muvofiqligi bilan mashhur.
Jismoniy xususiyatlar
|
Jismoniy xususiyatlar |
Ma'lumotlar |
|
Zichlik |
6,52 g/sm³ |
|
Erish nuqtasi |
1855 daraja (3371 daraja F) |
|
Qaynash nuqtasi |
4,409 daraja (7,970 daraja F) |
|
Elastiklik moduli |
91 GPa |
|
Puasson nisbati |
0.35 |
|
Elektr o'tkazuvchanligi |
5,5 x 10⁻⁶ Ō·m (20 gradusda) |
|
Issiqlik o'tkazuvchanligi: |
300 K da 22,7 Vt/m·K |
Mexanik xususiyatlar
|
Mexanik xususiyatlar |
Ma'lumotlar |
|
Mustahkamlik chegarasi |
350-500 MPa (qotishma va issiqlik bilan ishlov berishga bog'liq) |
|
Hosildorlik kuchi |
~250-450 MPa |
|
Cho'zilish |
~15-25% (shakl va qotishmaga qarab) |
|
Qattiqlik |
Vickers qattiqligi ~ 180–250 HV (qotishma va issiqlik bilan ishlov berish bilan farq qiladi) |
Kimyoviy xossalari
Korroziyaga qarshilik
Zirkonyum turli kislotali va ishqoriy muhitlarda korroziyaga juda chidamli. Ayniqsa, xlorid kislotasi, sulfat kislota va dengiz suvi ta'siriga chidamli bo'lib, uni kimyoviy qayta ishlashda foydalanish uchun ideal qiladi.
Oksidlanishga qarshilik
Havoga ta'sir qilganda, tsirkonyum nozik oksidli qatlam (ZrO₂) hosil qiladi, u keyingi oksidlanishni oldini oladi va himoya to'siq bo'lib xizmat qiladi. Ushbu oksid qatlami 500 darajaga qadar barqarordir.
Issiqlik xususiyatlari
| Issiqlik o'tkazuvchanligi | 22 Vt/m·K (sof zirkoniy uchun) |
| Maxsus issiqlik | ~0.28 J/g·K |
| Issiqlik kengayish koeffitsienti | 5,4 × 10⁻⁶/ daraja (25 darajada) |
| Termal diffuziya | 2.1 × 10⁻⁶ m²/s |
Elektr xususiyatlari
Elektr o'tkazuvchanligi
Nisbatan past, misning taxminan 10%.
Qarshilik
0,000076 Ō·m (sof tsirkoniy uchun)
Dielektrik doimiy
8,5 (1 MGts da)
Korroziyaga qarshilik
● Yuqori korroziyaga-bardoshli: Zirkonyum korroziyaga, ayniqsa kislotali muhitda mukammal chidamliligi bilan mashhur. Kuchli kislotalar, ishqorlar va tuzlarda korroziyaga chidamli. Uning yuqori haroratli bug'ga chidamliligi yadro reaktorlarida ayniqsa muhimdir.
● Oksid qatlami: Zirkonyum havo ta'sirida himoya oksidi qatlamini (ZrO₂) hosil qiladi, bu uning korroziyaga chidamliligini oshiradi.
● Reaktivlik: Yuqori haroratlarda zirkonyum kislorod, azot va uglerod bilan reaksiyaga kirishishi mumkin, ammo uning oksidi qatlami keyingi buzilishning oldini oladi.
Magnit xossalari
Magnit harakati: Zirkonyum paramagnitdir, ya'ni u magnit maydonlarga zaif tortiladi. U ferromagnit emas va xona haroratida -magnit emas.
Supero'tkazuvchanlik
Zirkonyum juda past haroratlarda o'ta o'tkazuvchanlik xususiyatlarini namoyish etadi, lekin u odatda niobiy kabi o'ta o'tkazuvchan ilovalar uchun ishlatilmaydi. Uning kritik harorati 0,2 K atrofida.
Qotishmalar
Zirkonyum ko'pincha uning mustahkamligini, korroziyaga chidamliligini va mexanik xususiyatlarini oshirish uchun qalay, temir va nikel kabi boshqa metallar bilan qotishtiriladi. Ba'zi umumiy qotishmalarga quyidagilar kiradi:
Zirkoniy-Qalay (Zr-Sn) qotishmalari
Neytronlarning past singishi tufayli, asosan, yadroviy reaktorlarda yonilg'i qoplamasi uchun ishlatiladi.
Zirkoniy-Temir (Zr-Fe) qotishmalari
Yuqori{0}}harorat va korroziyaga-bardoshli ilovalarda qoʻllaniladi.
Zirkoniy-Nikel (Zr-Ni) qotishmalari
Kengaytirilgan quvvat va korroziyaga chidamlilik talab qilinadigan ilovalar uchun ishlatiladi.
Ilovalar
● Yadro sanoati:Tsirkoniy neytronlarni singdirishning past kesimi-va yuqori haroratlarda korroziyaga chidamliligi tufayli yadroviy reaktorlarda yonilgʻi tayoqlarini qoplash uchun keng qoʻllaniladi. Buning uchun odatda zirkonyum qotishmalari (ayniqsa Zr-2,5Nb) ishlatiladi.
● Kimyoviy ishlov berish:Agressiv muhitda korroziyaga mukammal qarshilik tufayli zirkonyum kimyo va neft-kimyo sanoatida reaktorlar, nasoslar, klapanlar va boshqa uskunalarda qo'llaniladi.
● Aerokosmik:Zirkonyum aerokosmik ilovalarda yuqori haroratli komponentlar va qoplamalar uchun, ayniqsa, yuqori erish nuqtasi va ekstremal sharoitlarga bardosh bera olishi uchun-qo'llaniladi.
● Tibbiyot:Zirkonyum va uning qotishmalari inson tanasida biologik muvofiqligi va korroziyaga chidamliligi tufayli tibbiy implantlar, shu jumladan tish va sonlarni almashtirishda qo'llaniladi.
● Qotishmalar:Sirkoniy ko'pincha gafniy, niobiy va qalay kabi boshqa metallar bilan qotishma qilinadi va uning xususiyatlarini kimyo sanoati va yadro reaktorlari uchun korroziyaga chidamli materiallarda-yaxshilash uchun ishlatiladi.
Asosiy xususiyatlar
● Korroziyaga yuqori qarshilik:Zirkonyumning asosiy afzalligi uning kislotali va gidroksidi muhitda korroziyaga qarshi turish qobiliyatidir, bu uni agressiv kimyoviy moddalar bilan shug'ullanadigan sohalarda juda qimmatli qiladi.
● Yuqori erish nuqtasi:1855 daraja erish nuqtasiga ega bo'lgan tsirkonyum boshqa ko'plab materiallar ishlamay qoladigan yuqori{2}}haroratli ilovalarga bardosh bera oladi.
Issiq teglar: zirkonyum materiallari, Xitoy zirkonyum materiallari ishlab chiqaruvchilari, etkazib beruvchilari, zavodi
