锆(Zr)是一种过渡金属,位于元素周期表中第五周期,IVB族,呈银白色, 密度为6.49g/cm3,熔点高达1852 °C0纯皓具有两种同素异形体结构,即在常温下 为晶格常数ao=O.323nm, co=0.515nm,轴比c/a= 1.593的密排六方(HCP)结构, 一般被称为a.Zr;在865 °C以上时,具有密排六方结构的a・Zr会开始发生同素异 构转变,成为体心立方(FCC)结构的P-Zr,晶格常数ai=0.355nm。
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锆在加热时易被氧化,生成一层致密的氧化层;当温度超过300弋时,锆会与 氢气发生反应,具有很强的吸氢能力,可用作贮氢材料;高温下还易于与氮气发 生反应。锆在酸、碱溶液中还具有极强的耐腐蚀性能,甚至在王水中也有较好的 耐蚀性。
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目前,国内外研发出的锆合金主要可分为三个系列,分别为:Zr-Sn系列、Zr.Nb 系列以及Zr-Sn-Nb系列,其中,Zr・Sn系列以Zr-2和Zr-4为常用锆合金,它们的 主要成分接近,只是Zr-4不含Ni,增加了 Fe含量,主要应用在压水堆、沸水堆 的元件包壳及堆芯结构材料;Zr-Nb系列中包括了 Zr.2.5Nb、M5以及E110等,其 中具有代表性的是由加拿大研发的Zr-2.5Nb,主要在CANDU重水堆作为压力管 使用;Zr-Sn-Nb系列是由上世纪70年代在前两个系列的基础上进行改善而研发出 的新型锆合金,包含了由美国研发的ZIRLO、俄罗斯研制的E635和中国自主研发 的N18和N36两种锆合金WE。
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