锆核电站用途
Zr-3的研究进展及应用前景
Science &Technology Vision科技视界锆（Zirconium ）位于元素周期表第IV-B 族，室温下晶界结构呈密排六方晶格结构，在865℃时发生相变，由α-Zr 转变为体心立方结构的β-Zr 。
由于金属锆具有高熔点（1852℃），耐氧化，优异的耐腐蚀性，良好的导热性能（热导率22Wm -1K -1），热中子吸收截面小（对2200m/s的中子，俘获截面0.185×10-28m 2）以及良好的加工性能和力学性能，纯锆及其合金常被制成管材、板材、棒材、锻件等用于海洋、化工和核工业领域。
关于锆及其合金如Zr-1（R60700）、Zr-2（R60802）、Zr-3（R60702）、Zr-4（R60804）、Zr-5（R60705）、M5（Zr-1.0Nb-0.16O ）等，在微观组织、退火行为、耐氧化、耐腐蚀性以及应用等方面国内外已进行了大量报道，对于Zr-3在化工领域压力容器或换热器的应用，业已进行了深入讨论。
本文主要综述工业纯锆Zr-3（ASTM 中R60702）的成分及制备，力学性能及影响因素，焊接工艺及耐腐蚀性，及其在工业领域的应用。
1工业纯锆Zr-3的制备及成分目前，常用的锆合金熔炼方法有三种：真空非自耗电弧炉熔炼、水冷铜坩埚感应熔炼和真空自耗感应熔炼。
真空自耗电弧炉熔炼法是工业上生产金属锆的主要方法，通过加入不同含量的不同元素（Fe 、Cr 、Sn 、Nb 等），可以得到适应不同实际需求的锆合金。
中国国标和美国标准中Zr-3（R60702）的化学成分含量列于表1。
表1Zr-3的化学成分[1-4]从表1可以看出，Zr-3（R60702）的化学成分中含有铪元素，其含量不大于(4.5±0.10)%。
金属铪是有效的长寿命中子吸收材料，具有热中子吸收截面较大（1.15×10-26m 2），良好的力学性能和耐腐蚀性能，熔点高等特点。
除了对于热中子吸收性能的差别，铪的耐腐蚀性甚至还要优于锆，因此，Zr-3中铪元素的存在对于其在腐蚀介质环境下的应用并无影响。
锆
氧化锆（ZrO₂）是自然界的矿物原料，主要有斜锆石和锆英石。锆英石系火成岩深层矿物，颜色有淡黄、棕 黄、黄绿等，比重4.6-4.7，硬度7.5，具有强烈的金属光泽，可为陶瓷釉用原料。纯的氧化锆是一种高级耐火原 料，其熔融温度约为2900℃它可提高釉的高温粘度和扩大粘度变化的温度范围，有较好的热稳定性，其含量为 2%-3%时，能提高釉的抗龟裂性能。还因它的化学惰性大，故能提高釉的化学稳定性和耐酸碱能力，还能起到乳 浊剂的作用。在建筑陶瓷釉料中多使用锆英石，一般用量为8%-12%。并为“釉下白”的主要原料，氧化锆为黄绿 色颜料良好的助色剂，若想获得较好的钒锆黄颜料必须选用质纯的氧化锆。
研究历史
发现历史
国内发展历 史
锆含锆的天然硅酸盐ZrSiO4称为锆石（Zircon）或风信子石（hyacinth）广泛分布于自然界中，具有从橙 到红的各种美丽的颜色，自古以来被认为是宝石，据说Zircon一词来自阿拉伯文Zarqūn，是朱砂，又说是来自 波斯文Zargun，是金色，hyacinth则来自希腊文的“百合花”一词，印度洋中的岛国斯里兰卡盛产锆石。包含锆 的宝石作为锆石的形式在古代就已知了。
1、由灼烧二氧化锆水合物或挥发性含氧酸锆盐所得的二氧化锆为白色粉末，不溶于水。
2、经由轻度灼烧所得的二氧化锆，比较容易被无机酸溶解。
强热灼烧所得的二氧化锆只溶于浓硫酸和氢氟酸，经过熔融重结晶的二氧化锆只与氢氟酸作用。
3、二氧化锆是一种两性氧化物，与碱共熔可形成锆酸盐，但锆酸盐遇水容易水解为ZrO2·xH2O而沉淀。
储存运输
储存时常以不少于25%的水润湿、钝化。储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。包装密封。应与酸类 等分开存放，切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有合适 的材料收容泄漏物。在运输过程中要防雨淋、防震。装卸时要小心轻放，防止碰撞和滚动，防止机械损伤。
锆的用途及应用领域
锆的用途及应用领域嘿，咱来唠唠锆的用途和应用领域。
锆这玩意儿在化工领域可算得上是个小能手。
它就像一个超级稳定的小卫士，能抵抗各种化学物质的侵蚀。
你看那些化工反应的容器，有时候就会用到锆来做内胆。
为啥呢？因为很多化学反应都挺“凶猛”的，就像一群小怪兽在容器里又蹦又跳，普通的材料很容易被腐蚀坏。
但是锆不怕，它能安安稳稳地待在那儿，保证反应能顺利进行。
就像给小怪兽们建了个结实的小城堡，让它们在里面折腾，自己却完好无损。
在核工业里，锆也是个重要的角色。
它就像一个小保镖，专门保护核燃料。
锆的一个重要用途就是做核反应堆的燃料包壳。
这燃料包壳可太关键啦，就像给核燃料穿上了一层防护服。
因为核燃料在反应的时候会产生各种射线和热量，要是没有锆这个防护服，那些射线和热量就会到处乱跑，就像一群调皮的小鬼不受控制。
有了锆做的燃料包壳，就能把核燃料好好地保护起来，让它乖乖地进行反应。
锆在陶瓷领域也有一席之地。
它能让陶瓷变得更加坚韧。
就像给陶瓷吃了大力水手的菠菜一样，让陶瓷有了“超能力”。
有些高级的陶瓷刀具或者陶瓷牙，里面就含有锆。
你想啊，陶瓷刀具要是不结实，切个菜就崩刃了，那可不行。
有了锆的加入，陶瓷刀具就变得更加锋利耐用。
陶瓷牙也是一样，有了锆的成分，就像给牙齿穿上了一层坚固的铠甲，能在嘴巴里更好地发挥作用。
在珠宝行业，锆也能露一手。
有一种叫立方氧化锆的东西，长得特别像钻石。
它就像钻石的小替身，闪闪发光。
很多人买不起钻石，就会选择立方氧化锆来装饰自己。
它的光泽度可好了，就像星星落在了首饰上。
把它做成项链、耳环之类的，戴在身上，别人乍一看，还以为是钻石呢。
咱来举个例子哈。
我有个朋友在一家生产化工设备的工厂工作。
他们厂有一次接到一个订单，要生产一批能耐受强酸环境的反应容器。
他们就想到了用锆来做内胆。
等容器生产出来，经过测试，在强酸环境下真的一点事儿都没有。
就像锆在里面得意地说：“哼，这点小酸算啥，我可不怕你们。
”从那以后，他们厂就经常用锆来制作特殊要求的化工设备啦。
海绵锆冶金及其技术应用
海绵锆冶金工艺技术及其应用摘要：敖汉华钛金属工业有限公司为满足国内海绵锆及锆合金企业的需求，企业对工业级海绵锆、火器级海绵锆、锆及锆合金铸锭进行了开发和生产，实现了锆冶金、及锆合金产品的国产化。
生产的国标YS\T398工业级海绵锆（HZr-1）常用美国锆及合金牌号标准（R60702）、锆锡合金熔铸（ZrSn1.5）、美国锆及锆合金牌号（R60704）、锆泥合金熔铸锭（ZrNb2.5）美标锆及锆合金牌号（R60705）锆及锆合金的技术性能参数达到了国际同类产品的先进技术水平。
经过锆及锆金属熔铸、锻造、挤压、精密铸造、合金添加熔炼企业几年来的应用，产品能够满足锆及锆合金熔铸、生产制造业的应用要求。
总体上，我国已经建立起一整套的海绵锆及锆合金材料研发和海绵锆工艺生产体系，掌握了主要的锆冶金生产技术，但在材料应用和国产化方面还与锆铪核材料制造的先进国家相比，还存在差距。
当前已解决海绵锆工业级的国内自给，吨级铸锭的成分控制技术和建立先进的锆板、管、带材生产线，完善异型材生产技术是我国建立完备的锆、铪生产体系的主要保障；开发具有原子能级和工业级海绵锆自主知识产权的高性能锆及锆合金材料，解决工程应用及新材料研发瓶颈，是开拓国际市场和实现国产化的关键。
敖汉华钛企业自主研发的国内唯一采用“熔盐提纯”联合法全流程工艺生产的工业级海绵锆工艺技术和产品质量已居国内前列，技术指标已达到或超过国际同行业技术标准。
关键词：工业级海绵锆、火器级海绵锆冶金；锆及锆合金生产工艺；产品推广及技术应用。
1、绪论我国海绵锆、铪（含铪3-4%以下简称海绵锆）工业，起于20世纪50年代，在建国初期国家编制的“十二年”发展规划中，明确提出了发展和建立包括海绵锆（金属锆、铪）产品生产体系的目标。
当时由北京有色金属研究总据此开始工艺研究，制备出氧氯化锆；然后采用萃取法、离子交换法和重结晶法研究分离锆和铪，于1958年制备出核级锆和铪；随后研制成功核反应堆用的Zr-2合金管以及从冶炼到加工锆材的检测方法。
磷酸锆核级树脂
磷酸锆核级树脂1. 简介磷酸锆核级树脂是一种高性能的离子交换树脂，具有优异的化学稳定性和热稳定性。
它以磷酸锆为功能基团，通过交换树脂基体上的阳离子来实现对水体中有害离子的去除。
磷酸锆核级树脂广泛应用于水处理、核工业、药品制造等领域，起到了重要的净化和分离作用。
2. 结构和性质磷酸锆核级树脂的结构由交联聚合物基体和功能基团组成。
交联聚合物基体通常采用聚苯乙烯或聚丙烯酰胺等材料，具有良好的机械强度和化学稳定性。
磷酸锆作为功能基团，具有高度的选择性和亲和性，可以与水中的有害离子发生强烈的化学反应。
磷酸锆核级树脂具有以下主要性质：1.高吸附容量：磷酸锆核级树脂具有较大的表面积和孔隙结构，可以提供更多的吸附位点，从而增加吸附容量。
2.高选择性：磷酸锆核级树脂可以选择性地吸附特定的离子，如放射性核素、重金属离子等，对其他离子几乎没有吸附作用。
3.良好的化学稳定性：磷酸锆核级树脂在酸碱环境下具有良好的稳定性，不易发生溶解和膨胀，可以在广泛的pH范围内使用。
4.耐高温性：磷酸锆核级树脂可以在高温条件下使用，具有较高的热稳定性，不易退化和失效。
5.可再生性：磷酸锆核级树脂可以通过再生工艺回收和重复利用，降低了成本和环境污染。
3. 应用领域3.1 水处理磷酸锆核级树脂在水处理领域具有重要的应用价值。
它可以有效去除水中的放射性核素、重金属离子、有机污染物等有害物质，提高水质的安全性和卫生性。
磷酸锆核级树脂在核电站、化工厂、饮用水处理厂等场所被广泛使用。
3.2 核工业核工业是磷酸锆核级树脂的重要应用领域之一。
磷酸锆核级树脂可以用于核废水的处理和放射性核素的分离，帮助减少核废料对环境的污染。
此外，磷酸锆核级树脂还可以用于核燃料循环中的浓缩、分离和净化过程。
3.3 药品制造磷酸锆核级树脂在药品制造领域也有广泛的应用。
它可以用于药品的纯化、分离和提纯，去除其中的杂质和有害物质，提高药品的纯度和质量。
磷酸锆核级树脂对于药品的质量控制和合规性非常重要。
什么是核能？它有哪些应用？
什么是核能？它有哪些应用？核能是指物质在核反应中释放出来的能量，一般指核裂变和核聚变过程中所释放的能量。
核能在很多领域都有广泛的应用，以下介绍几个主要应用领域。
一、核能在能源领域的应用1. 核电站核电站是使用核能来发电的场所。
通过核裂变或核聚变产生的热能驱动蒸汽，推动涡轮发电机转动，转化为电能供应给人们使用。
核电站基本上不会产生二氧化碳等排放物，因此也被认为是一种清洁能源。
2. 核燃料核燃料是用于核反应堆中的燃料。
核燃料主要包括铀、钍等物质。
核裂变将原子核分裂成若干碎片，释放出大量的能量。
而一个原子核的裂变可以引发多次裂变，形成“链式反应”，最终使得大量的能量被释放出来。
二、核能在医疗领域的应用1. 核医学核医学是医学领域中使用放射性标记物来诊断和治疗疾病的一种方法。
医生使用放射性标记物来诊断人体内部的器官和疾病。
例如，医生可以注射放射性标记物来观察甲状腺的功能是否正常，也可以通过放射性治疗来杀死癌细胞。
2. 放射学放射学是研究放射性物质在物质中的行为的一门学科。
它包括了放射性气体、放射性水溶液、放射性粉末和放射性固体的性质和运动的研究。
放射学的应用非常广泛，可以应用于地球科学、天文学、材料科学等领域。
三、核能在科技领域的应用1. 核磁共振成像技术核磁共振成像技术是一种检查人体内部器官和疾病的方法。
该技术利用核自旋和外加交变磁场之间的相互作用原理，获得图像信息，以了解人体内部的组织结构和功能。
2. 核反应爆炸器核反应爆炸器是一种使用核反应来产生高能量宇宙射线的装置，它可以模拟宇宙中的核反应过程。
该装置常常被用于研究宇宙射线的性质和演化规律，也被用于开发其他高能物理研究设备。
综上所述，核能在能源、医疗和科技领域都有广泛的应用。
未来，随着科技的不断发展和应用场景的不断扩大，核能将有更广泛的应用前景。
我国核电燃料元件用核级锆材研发中心宣告成立
景 观 工 程 中 得 到 应 用 ，产 品经 历 了新 疆 恶 劣
气 候 的考 验 ，吉 林 零 下３ ℃ 的 防 冻 测 试 ，海 ０ 南 潮 湿 气 候 的 盐 雾 腐 蚀 ，全 部 达 到 中 国 “ 城
市 道 路 照 明 设 计 标 准 ”Ｃ ３ ５ ２ ０ 要 求 。 ５４—０６
术 攻 关 。联 盟 的成 立 将 有 利 于 我 国 集 成 电路 封 测 产 业 集 聚 和 整 合 创 新 资源 ，加 快封 测 产 业 核 心 技 术 和 关 键 产 品 的 开 发 、应 用 及 产 业 化 ，开 展 产 学 研 技 术 合 作 、 成 果 转 化 和 国 内 外 科 技 交 流 等 创 新 活 动 ，提 升 我 国 集 成 电路 封 测 产 业 的 自主 创 新 能 力 和 整 体 创 新 水 平 。 据 了解 ， 国家 科 技 重 大 专 项 “ 大 规 模 极 集 成 电路 制 造 装 备 及 成 套 工 艺 ” 旨在 开 发 集 成 电路 关 键 制 造 装 备 ， 掌握 具 有 自主 知 识 产
标 志 着 我 国核 电站 核 燃 料 元 件 用 核 级 锆 材 的 高 科 技 研 发 上 升 为 国家 战 略 。 据 介 绍 ， “ 家 核 电 ” 国家 核 级 锆 材 研 国 发 与 检 测 中 心 建 设 项 目２ ０ 年５ 被 列 入 国 ０９ 月 家２ ０ 年 核 电 、风 电装 备 自主 化 和 能 源 装 备 ０９ 专 项 ， 获 得 国 家 拉 动 经 济４ 亿 投 入 的 中 央 万 预 算 内投 资 补 助 。 该 项 目于２ ０ 年 ８ 日在 ０ ９ 月８ 陕西省宝鸡市高新技术开发区开工建设 。 据 核 电专 家 介 绍 ， 国 家 核 级 锆 材 研 发 与 检 测 中心 项 目是 填 补 我 国在 核 电站 关 键 原 材 料—— 核 燃 料 元 件 用 核 级 锆 材 生 产 方 面 的 国
核电站设备主要金属材料
1.核岛用金属材料概述不同堆型，其结构和用途虽有所不同，但在实现核裂变反应和可控制的过程是相同的，都需要燃料元件、堆内构件、控制棒、反射层、冷却剂和慢化剂（快堆除外）以及包容他们的压力容器或压力管道等，因而需要各种各样的材料来制作相关部件，以实现核能向热能、热能向电能的安全、高效率的转化。
按照相关设备部件服役工况或使用功能的不同，核电设备可分为核一级、核二级、核三级和非核级。
有核级要求的设备，一般即称其所用材料为核电关键材料。
核电常用的关键材料大体可分为碳钢、不锈钢和特殊合金；若进一步细分，则有碳（锰）钢、低合金钢、不锈钢、锆合金、钛铝合金和镍基合金等，按品种则有铸锻件、板、管、圆钢、焊材等等。
核反应堆的发展，从一开始就包括了材料的开发与优化，材料的发展决定了其发展情况。
因为核电具有新的热传导条件及特殊的环境条件，如辐照或冷却剂腐蚀等，要求所用材料必须能适合于这些应用条件；强调材料的另一个原因，是核电站系统比常规电站有更高的安全要求。
由于我国目前主要是建造第二代成熟的1000MW压水堆核电站、通过技术引进并吸收国外先进技术以发展先进的第三代1000MW级压水堆核电站。
因此，本讲义以压水堆核电站为例，对其不同设备的用材做一简单介绍。
在压水堆核岛中，主要设备除反应堆及压力容器外，还有蒸汽发生器、冷却剂主泵机组、稳压器及主管道等。
由于这些部件在核岛内的位置、作用和工况不同，故材料的使用要求和环境条件也不尽相同，不同程度地存在辐照或酸腐蚀等；不仅要考虑常规的一些要求（如强度、韧性、焊接性能和冷热加工性能），而且须考虑辐照带来的组织、性能、尺寸等变化，如晶间腐蚀，应力腐蚀和低应力脆断、以及材料间的相容性、与介质的相容性，以及经济可行性等。
为便于从它们的服役特点中理解每个部件的功能、选择依据，下面将压水反应堆核岛内重要金属部件的工况、要求以及他们的所用材料体系简述如下。
1.1压水堆零/部件用金属材料1.1.1包壳材料包壳，是指装载燃料芯体的密封外壳。