Kawat Zirkonium yang Dipanaskan sebagai Pengambil: Penyerapan Gas dan Penggunaan Industri

Perilaku Pengambil Kawat Zirkonium yang Dipanaskan

Saat dipanaskan, kawat zirkonium menyerap sejumlah besar oksigen, hidrogen, nitrogen, dan gas sisa lainnya. Tindakan pengambilan ini digunakan di dalam tabung elektron, di mana bubuk zirkonium berfungsi sebagai bahan degassing dan kawat zirkonium serta lembaran zirkonium bertindak sebagai pengambil braket gerbang, braket anoda, dan penyangga internal lainnya dalam tabung daya dan perangkat vakum. Bagian tipis zirkonium bereaksi dengan sisa gas terakhir yang tersisa setelah pemompaan, sehingga ruang hampa dipertahankan sepanjang masa pakai tabung.

Afinitas yang sama terhadap gas juga digunakan dalam kembang api dan perangkat pengapian, di mana bubuk zirkonium halus dikombinasikan dengan oksidator menghasilkan kilatan terang-bersuhu tinggi yang digunakan dalam lampu kilat foto, komposisi penundaan, dan inisiator. Karena reaksinya cepat dan energik, penanganan dan pengemasan bubuk zirkonium mengikuti praktik-pengendalian debu dan atmosfer lembam-yang ketat.

Penambahan Zirkonium pada Baja dan Paduan

Dari sudut pandang industri, sedikitnya seperseribu zirkonium yang ditambahkan ke baja akan menghasilkan peningkatan kekerasan dan kekuatan yang nyata. Zirkonium adalah deoksidasi kuat dan pemulung nitrogen, belerang, dan karbon yang kuat, sehingga memurnikan struktur butiran dan membersihkan inklusi. Zirkonium-baja lapis baja, baja meriam, baja tahan karat, dan-baja tahan panas adalah bahan baku untuk kendaraan lapis baja, tank, artileri, dan peralatan pertahanan terkait, dan penambahan zirkonium terkontrol juga digunakan untuk meningkatkan ketangguhan dan-sifat ketebalan pelat struktural.

Dalam metalurgi non-besi, zirkonium ditambahkan ke paduan magnesium dan aluminium untuk penghalusan butiran dan ke paduan tembaga untuk kekuatan pada suhu, dan bahan kimia zirkonium bertindak sebagai-zat penghubung silang untuk polimer dalam perawatan pelapisan, kertas, dan tekstil.

Nuklir-Zirkonium Kelas dan Kelongsong Bahan Bakar

Dari sudut pandang teknik nuklir, zirkonium memiliki sifat yang luar biasa: penampang serapan neutron termal yang sangat rendah-dikombinasikan dengan ketahanan terhadap korosi yang baik dan kekuatan yang memadai pada suhu. Oleh karena itu, bahan ini merupakan bahan yang sangat diperlukan dalam industri nuklir, dan sebagian besar reaktor daya komersial bergantung padanya. Untuk setiap 1 juta kW kapasitas pembangkit nuklir, sekitar 20 hingga 25 ton zirkonium dikonsumsi setiap tahun, dan kapal selam nuklir berkekuatan sekitar 30.000 tenaga kuda menggunakan 20 hingga 30 ton zirkonium dan paduan zirkonium sebagai selubung bahan bakar dan tabung tekanan.

Produk paduan zirkonium dan zirkonium untuk layanan nuklir dipesan dengan spesifikasi khusus yang mencakup ingot, batangan, tempa, lembaran, strip, pelat, dan tabung, dan paduan bantalan timah yang biasa disebut Zr-2 dan Zr-4 adalah bahan pelapis klasik dan tabung tekanan. Kontrol ketat terhadap kandungan hafnium, karena hafnium menyerap neutron dengan kuat, merupakan persyaratan yang menentukan tingkat nuklir.

Sifat Fisik yang Mendorong Seleksi

Milik	Nilai	Arti praktis
Titik lebur, zirkonium	Sekitar tahun 1855 derajat	Mempertahankan kekuatan dan bentuk dalam-penggunaan suhu tinggi
Titik lebur, titanium	Sekitar 1668 derajat	Lebih rendah dari zirkonium, relevan saat membandingkan kedua logam tersebut
Titik lebur, zirkonium oksida	Sekitar 2715 derajat	Mendukung aplikasi tahan api dan keramik
Ketahanan korosi	Sangat tinggi	Banyak digunakan dalam dinas luar angkasa, militer dan kimia
Penyerapan neutron	Sangat rendah	Dasar kelongsong bahan bakar nuklir dan penggunaan tabung tekanan
Penyerapan gas saat dipanaskan	Oksigen, hidrogen, nitrogen	Dasar aplikasi pengambil dan degassing

Penggunaan Industri dan Konsumen

Pengambil dan agen degassing dalam tabung elektron, penyela vakum dan perangkat tertutup.

Lampu photoflash, elemen penundaan dan komposisi pengapian berdasarkan bubuk zirkonium halus.

Kontainer, bejana, dan pipa yang tahan korosi, khususnya untuk layanan asam klorida dan asam sulfat.

Pelapis bahan bakar nuklir, tabung tekanan, dan bagian dalam reaktor terbuat dari paduan zirkonium tingkat nuklir.

Komponen kedirgantaraan dan pertahanan yang menggabungkan titik leleh tinggi dengan kekerasan dan kekuatan tinggi.

Bahan kimia zirkonium digunakan sebagai-zat pengikat silang untuk polimer dan dalam formulasi perawatan permukaan.

Komponen titanium yang-tahan korosi dan-tahan panas yang digunakan pada misi luar angkasa berawak jauh lebih tahan terhadap korosi dibandingkan zirkonium, itulah sebabnya tingkatan zirkonium dipilih ketika kombinasi suhu, korosi, dan tugas mekanis paling parah.

Pertanyaan yang Sering Diajukan

T: Gas apa yang diserap oleh kawat zirkonium yang dipanaskan?
Ia menyerap oksigen, hidrogen, nitrogen, dan gas sisa lainnya, itulah sebabnya ia bekerja sebagai pengambil dalam tabung elektron dan perangkat vakum tertutup.

T: Bagaimana zirkonium digunakan dalam pembuatan baja?
Penambahan kecil sekitar seperseribu berfungsi sebagai deoksidasi dan pemulung nitrogen dan belerang, menyempurnakan struktur butiran serta meningkatkan kekerasan dan kekuatan baja lapis baja, senjata api, baja tahan karat, dan-tahan panas.

T: Mengapa zirkonium digunakan dalam reaktor nuklir?
Penyerapan neutron termalnya yang sangat rendah memungkinkan neutron lewat dengan sedikit kehilangan, sementara ketahanan terhadap korosi dan kekuatannya pada suhu sesuai dengan lapisan bahan bakar dan tabung tekanan.

T: Berapa banyak zirkonium yang dikonsumsi tenaga nuklir?
Sekitar 20 hingga 25 ton per tahun untuk setiap 1 juta kW kapasitas pembangkit, dan 20 hingga 30 ton untuk kapal selam nuklir berkekuatan sekitar 30.000 tenaga kuda.

T: Bagaimana zirkonium dibandingkan dengan titanium dalam hal titik leleh?
Zirkonium meleleh pada suhu sekitar 1855 derajat dibandingkan dengan sekitar 1668 derajat untuk titanium, dan zirkonium oksida meleleh pada suhu sekitar 2715 derajat , sehingga mendukung-penggunaan ruang angkasa bersuhu tinggi.

T: Industri mana yang menggunakan kawat dan bubuk zirkonium?
Manufaktur elektronik dan tabung vakum, penerangan dan kembang api, pemrosesan kimia dengan asam klorida dan sulfat, tenaga nuklir, serta teknik kedirgantaraan dan pertahanan.