Zirkoniumseostanko/tanko

Seuraavien korvaamattomien ominaisuuksien ansiosta zirkoniumseoksesta valmistettu tanko/tanko on tärkeä rooli useissa teollisuuden sovelluksissa:

1. Äärimmäisen alhainen terminen neutronien absorptio poikkileikkaus

Tämä on ensisijainen syy, miksi zirkoniumseos voisi olla ydinteollisuuden ensimmäinen valinta. Ydinreaktorin polttoaineena zirkoniumlejeeringin lämpöneutroni, jolla on heikko absorptiokyky, jotta enemmän lämpöneutroneja pääsee osallistumaan jatkuvaan ydinfissioreaktioon, jotta reaktorin taloudellisuutta ja tehokkuutta voidaan edistää.

2. Erinomainen korroosionkestävyys

Zirkonium voidaan vapauttaa hapetuskalvoksi, jolla on kompakti, vakaa ja vahva tarttuvuus, jonka pääkomponentti on zirkoniumdioksidi korkean lämpötilan ja korkean paineen ympäristöissä. Kalvo on aivan kuin perusmetallin suoja korroosiolta ja varmistaa erittäin korkean stabiilisuuden korkean lämpötilan veden ja höyryn alla, jonka lämpötila on yli 350 astetta ja paljon parempi kuin ruostumaton teräs.

3. Upea mekaaninen ominaisuus

Zirkoniumseos säilyttää edelleen riittävän lujuuden, muotokyvyn ja virumista estävän muodonmuutoskyvyn ja kestää pitkäaikaista mekaanista puristus- ja säteilyympäristöä reaktorin sisällä.

4. Kohtuullinen yhdistelmän suorituskyky

Optimoi lujuus, korroosionkestävyys ja säteilyn esto-ominaisuudet sopimaan erilaisiin teollisuusympäristöihin moduloivan seoselementin, kuten Sn, Nb, Fe, Cr ja niin edelleen, avulla.

Zirkoniumseos soveltuu pääasiassa aloille, joilla vaaditaan huipputeknologiaa.

1. Ydinteollisuus (tyypillinen sovellus)

Ydinpolttoaineverhoilu: Pitkälle jalostettujen tuotteiden päätuotteet. Zirkoniumseostanko on ekstrudoitava, rullattava tai vedettävä ohutseinämäiseen zirkoniumseosputkeen ydinpolttoaineen (tässä uraanidioksidipelletissä) jakamiseksi, mikä muodostaa ensimmäisen turvaverhon radioaktiivisen fissiotuotteen vuotamisen estämiseksi ja polttoainekomponenttien rakenteellisen eheyden säilyttämiseksi.

Rakenneosa: Zirkoniumseoksesta valmistettua tankoa/sauvaa voidaan käyttää reaktorisydämen muihin rakenneosiin, kuten putkilinjaan, grillirakenteeseen, päätytulppaan.

2. Kemianteollisuus

Zirkoniumseoksesta valmistettu tanko/tanko on saatavana myös vahvaan happoon, vahvaan alkaliin ja suoladielektrisiin kemiallisiin laitteisiin, kuten pumppuun, venttiiliin, lämmönvaihdinputkeen, sekoittimen akseliin jne.

3. Erikoisala

Määrätyllä sovelluksella ilmailussa, lääketieteessä (istutusmateriaalit sen bioyhteensopivuuden vuoksi), mutta mittakaava ja merkitys ei ole yhtä suuri kuin ydinteollisuudessa.

Eri arvosanat vaaditaan eri käyttöskenaarioissa, ja yleiset arvosanat ovat seuraavat:

Zr-4-zirkoniumseos: Kypsin ja monipuolisin PWR-päällystemateriaali. Parantaa vety-absorptio- ja vetyhaurauttamiskykyä vähentämällä nikkelipitoisuutta.

Zr2.5Nb zirkoniumseos: Käytetään pääasiassa Kanadan CANDU-raskasvesireaktoriin, jolla on suurempi lujuus.

Uusi zirkoniumseos (ZIRLO®, M5®, E635): Seos, joka on luotu korkeampaan polttoaineenkulutukseen (tehokkaampi polttoaineenkulutus) ja pidemmälle polttoainejaksolle. Normaalisti Nb-pitoisuudella virumista estävän muodonmuutoksen ja korroosionkestävyyden aktivoimiseksi seuraavan ydinvoimalan tärkeälle materiaalille.

Zirkoniumseostangon/tangon valmistus on monimutkainen ja erittäin vaativa prosessi, joka sisältää:

1. Sieni-zirkoniumin valmistus: Sieni-zirkoniumin saamiseksi zirkoniummalmista magnesiotermisen pelkistysprosessin (Kroll-prosessi) avulla

2. Sulatus: Zirkoniumin ja seosalkuaineiden sekoittaminen ja homogeenisen ja puhtaan zirkoniumharkon saamiseksi usean VAR-sulatuksen jälkeen.

3. Takominen ja suulakepuristus: Harkkojen takominen tanko-/tanko-aihioiksi, joilla on täysi halkaisija ja pieni halkaisija valurakenteen rikkomiseksi.

4. Valssaus ja veto: Tangon/tangon prosessointi räätälöityihin mittoihin ja tarkkuuteen kuumavalssauksen, kylmävalssauksen ja vetotekniikan avulla.

5. Lämpökäsittely ja viimeistely: Hehkutuksella sen mikrorakenteen ja mekaanisten ominaisuuksien säätämiseksi lopullisen suoristuksen ja kiillotuksen saavuttamiseksi.

    Yleisesti ottaen zirkoniumseoksesta valmistettu tanko/tanko on strategisena ydinmateriaalina korvaamaton valinta polttoaineen suojakuoreen ja reaktorin rakennekomponentteihin ydinteollisuuden sovelluksissa alhaisen neutroniabsorptiopoikkileikkauksen ja täydellisen korroosionkestävyyden ansiosta korkean lämpötilan ja korkeapaineisen veden olosuhteissa.