2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 10:31
Penggunaan paduan zirkonium saat ini cukup luas di bidang kedokteran dan energi nuklir. Di industri lain, bahan ini juga digunakan, tetapi pada tingkat yang lebih rendah. Perlu dicatat bahwa berbagai paduan dari bahan baku ini telah mendapatkan popularitas. Zirkonium sendiri belum menjadi bahan yang populer, karena kualitasnya jauh lebih buruk daripada paduan logam yang sama.
Informasi umum
Zirkonium (Zr) adalah unsur tabel periodik yang nomor atomnya 40 dan berat atomnya 91,22. Dalam kondisi normal dan dalam kondisi normal, bahan ini adalah logam berkilau dengan warna putih keperakan. Kepadatan bahan baku tersebut mencapai 6,45 g/cm3. Logam ini dalam bentuknya yang murni, yang tidak mengandung kotoran apa pun, dibedakan oleh fakta bahwa ia memiliki keuletan yang sangat tinggi, dan sangat mudah untuk diproses baik dingin maupun panas. Perlu dicatat di sini bahwa bahan mentah ini, seperti titanium, misalnya, akan kehilangan sifat mekaniknya secara tajam jika dikombinasikan dengan pengotor zat non-logam. Zirkonium dan oksigen dianggap sebagai senyawa terburuk.
Properti bahan danpaduan
Zirkonium sendiri dibedakan oleh fakta bahwa ia memiliki ketahanan yang cukup tinggi terhadap berbagai asam. Bahan baku ini tidak larut dalam lingkungan seperti asam nitrat dan klorida atau alkali. Fitur ini adalah kuncinya. Atas dasar itu, banyak paduan zirkonium dibuat. Misalnya, jika Anda mengambil paduan magnesium multikomponen dan menambahkan elemen seperti zirkonium ke dalamnya, bahan tersebut akan menjadi jauh lebih tahan terhadap korosi. Jika Anda membuat paduan titanium dan zirkonium, maka ketahanan asam dari elemen pertama akan meningkat.
Perlu dicatat juga bahwa semua paduan zirkonium dengan logam lain dicirikan oleh fakta bahwa mereka tidak kehilangan ketangguhannya dalam rentang suhu yang luas, ketahanan terhadap guncangan mekanis tetap pada tingkat yang sangat tinggi. Contohnya adalah paduan magnesium dengan beberapa persen seng dan hanya beberapa persepuluh persen zirkonium. Logam yang dihasilkan akan hampir dua kali lebih kuat dari magnesium, dan juga akan mampu mempertahankan kekuatannya pada suhu hingga 200 derajat Celcius.
Deskripsi fitur
Paduan zirkonium paling aktif digunakan di area seperti kelongsong elemen bahan bakar, pipa saluran bahan bakar, dan berbagai bagian rakitan bahan bakar. Zirkonium sendiri juga dicirikan oleh fakta bahwa penampang serapan neutron agak rendah. Menurut indikator ini, itu adalah yang kedua setelah zat seperti magnesium dan berilium. Selain itu, titik leleh zirkonium sangat tinggi.
Paduan zirkonium yang digunakan di berbagai industri dicirikan oleh fakta bahwa mereka memiliki ketahanan korosi yang sangat tinggi dalam air, dalam campuran uap-air, dalam uap jenuh dan superpanas hingga suhu sekitar 350-360 derajat Celcius. Perlu juga dicatat bahwa batas suhu ini diperkirakan akan dinaikkan ke nilai yang lebih tinggi dalam waktu dekat.
Parameter paduan
Sifat paduan zirkonium dalam hal stabilitas mekanik cukup tinggi, yang tidak dapat dikatakan tentang zirkonium murni. Dengan paduan itulah kekuatan material yang tinggi tercapai. Misalnya, paduan seperti niobium (Nb) dan zirkonium 1% (Zr) akan dicirikan oleh fakta bahwa kekuatan luluh material pada suhu 20, 200, 300 dan 400 derajat Celcius akan menjadi 200, 160, 120 dan 90MPa. Paduan ini secara aktif digunakan untuk kelongsong batang bahan bakar. Dan, misalnya, jika Anda mengubah komposisi paduan zirkonium dengan niobium, yaitu meningkatkan kandungan zirkonium menjadi 2,5%, maka kekuatan luluh akan meningkat menjadi 280, 220, 200 dan 180 MPa, pada suhu yang sama.
Namun, bahan seperti itu memiliki kekurangan. Kerugiannya termasuk fakta bahwa paduan dengan zirkonium ternyata terlalu menyeramkan ketika suhu mencapai 320-350 derajat Celcius ke atas. Kerugian lain adalah bahwa Zr secara aktif melarutkan hidrogen, yang sering terjadi selama korosi. Karena itu, zat seperti zirkonium hidrida akan terbentuk, yang sangat mengurangi keuletan bahan mentah, yang membuat logam lebih rapuh.
Zirkonium dalam pengobatan
Paduan zirkonium digunakan cukup aktif dalam pengobatan. Para ilmuwan melalui eksperimen telah menemukan bahwa bahkan memakai gelang zirkonium sederhana dapat membantu mengobati penyakit tertentu, dan juga dapat meningkatkan kesejahteraan seseorang secara keseluruhan.
Saat ini, implan (penahan) sering digunakan dalam bidang kedokteran seperti traumatologi dan bedah maksilofasial. Fixator digunakan untuk patah tulang, memperbaiki tulang agar tidak bergerak. Dalam kasus inilah seseorang dapat membedakan keuntungan menggunakan paduan zirkonium seperti: kompatibilitas biologis yang tinggi (artinya tidak adanya reaksi alergi pada tubuh manusia terhadap paduan atau penolakan semacam itu), karakteristik kekuatan tinggi dari paduan, yang sangat penting. untuk fiksator. Perlu juga dicatat bahwa tidak adanya penolakan atau alergi terhadap zat tersebut menyebabkan fakta bahwa tidak perlu mengulangi operasi bedah untuk melepas retainer jika tubuh tiba-tiba mulai menolak implan.
Zirkonium dalam industri tenaga nuklir
Hingga tahun 50-an abad terakhir, diyakini bahwa zirkonium tidak cocok untuk digunakan di area ini. Namun, itu di tahun 50-an. Untuk pertama kalinya, bahan diperoleh yang sepenuhnya dimurnikan dari pengotor seperti hafnium. Setelah pemurnian, ternyata zirkonium murni memiliki penampang serapan neutron termal yang sangat kecil. Kualitas inilah yang menjadi yang utama dan memungkinkan penggunaan paduan zirkonium dalam industri tenaga nuklir.
Harus ditambahkan bahwa zirkonium murni tidak dapat digunakan karena ketahanan korosi terlalu rendah dalam air panas. Setelah itu, diputuskan untuk menggunakan paduan berbasis zirkonium. Mereka telah membuktikan nilainya dalam reaktor berpendingin uap dan lingkungan korosif serupa.
Aplikasi umum paduan
Zirkonium banyak digunakan sebagai elemen paduan. Ini disebabkan oleh fakta bahwa logam yang ditambahkan zat ini menjadi lebih tahan panas, tahan asam, dll. Artinya, paduan logam dan zirkonium sangat melebihi bahan baku awal dalam karakteristiknya.
Ferrozirkonium cukup banyak digunakan. Ini adalah paduan zirkonium dan besi. Kandungan unsur paduan Zr mencapai 20% dari total massa. Zat seperti itu digunakan dalam metalurgi sebagai deoxidizer dan degasser untuk baja. Paduan aluminium-zirkonium, misalnya, dianggap paling tahan terhadap korosi dan digunakan dalam kisi katoda untuk tabung vakum. Kandungan Zr dalam paduan tersebut tidak lebih dari 3% dari total massa.
Dalam metalurgi besi, selain ferrozirkonium, paduan Zr dan silikon sering digunakan. Hal ini digunakan untuk degassing baja. Paduan tembaga dan zirkonium banyak digunakan untuk pembuatan elemen konduktif untuk peralatan listrik.
Menemukan zirkonium
Perlu dicatat bahwa zirkonium adalah elemen yang agak langka. Kandungan zat ini di kerak bumi tidak melebihi0,025% berat. Zirkonium menempati baris kedua belas dalam tabel prevalensi logam. Bahan baku ini cukup tersebar, dan oleh karena itu sangat sulit untuk menemukan deposit yang besar. Ini paling sering ditemukan sebagai senyawa kimia yang terletak di litosfer, karena zirkonium itu sendiri adalah elemen litofil.
Direkomendasikan:
Perunggu adalah komposisi paduan. Komposisi kimia perunggu
Banyak orang tahu tentang perunggu hanya bahwa patung dan monumen dibuat darinya. Faktanya, logam ini tidak pantas kehilangan perhatian populer. Lagi pula, tidak sia-sia bahwa dalam sejarah umat manusia bahkan ada Zaman Perunggu - seluruh era di mana paduan menempati posisi dominan. Kualitas yang dimiliki oleh paduan tembaga dan timah sangat diperlukan di banyak industri. Ini digunakan dalam pembuatan alat-alat, dalam teknik mesin, pengecoran lonceng gereja, dan sebagainya
Paduan tahan panas. Baja dan paduan khusus. Produksi dan penggunaan paduan tahan panas
Industri modern tidak dapat dibayangkan tanpa material seperti baja. Kami menghadapinya di hampir setiap belokan. Dengan memasukkan berbagai elemen kimia ke dalam komposisinya, dimungkinkan untuk secara signifikan meningkatkan sifat mekanik dan operasional
Paduan adalah bahan komposit homogen. Sifat paduan
Semua orang pernah mendengar kata "paduan", dan beberapa menganggapnya identik dengan istilah "logam". Tetapi konsep-konsep ini berbeda. Logam adalah sekelompok elemen kimia yang khas, sedangkan paduan adalah produk dari kombinasinya. Dalam bentuknya yang murni, logam praktis tidak digunakan, apalagi sulit diperoleh dalam bentuk murninya. Sementara paduan ada di mana-mana
Zirkonium: paduan berdasarkan itu. Properti, aplikasi
Langka, tetapi pada saat yang sama sangat penting di banyak industri, logam - zirkonium - pertama kali diisolasi hanya pada tahun 1824. Namun, itu masih mengandung persentase tertentu dari elemen lain. Hanya pada abad ke-20 dimungkinkan untuk memperoleh zirkonium murni, bebas dari berbagai kotoran. Pelajari lebih lanjut tentang itu
Paduan AD31T: karakteristik, komposisi, aplikasi
Saat ini, orang menggunakan banyak paduan berbeda dari berbagai macam bahan. Semuanya memiliki parameter sendiri dan digunakan di industri yang berbeda. Perlu mempertimbangkan karakteristik AD31T1, karena bahan ini telah menjadi sangat populer di area tertentu
