金属锆的制备方法

描述了金属锆的主要性质和应用,分析比较了镁还原法、熔盐电解法和氧化物直接电化学反应制备金属钛的工艺(FFC法)的工艺流程、产率和纯度并分析了各自的优缺点、应用现状以及发展趋势。镁还原法的发展方向是方法的连续化以及氯化镁电解循环使用;熔盐电解法应致力于保持电解过程的连续和电流效率的提高;FFC工艺需进一步提高脱氧速率和电流效率。

掺杂CaCO_3对熔盐电脱氧制备金属锆的影响

采用熔盐电脱氧法,在CaCl2熔盐中,以烧结的掺杂了不同摩尔分数CaCO3的ZrO2为阴极,石墨棒为阳极,制备出了金属锆。研究了掺杂物及其掺杂量对阴极的形貌和电解反应的影响。结果表明:掺杂物CaCO3提高了ZrO2电解脱氧的速度。其原因是在反应过程中,制备阴极时CaCO3分解生成的CaO溶解在熔盐中,在阴极内部形成更多的反应界面,提高了阴极的电化学反应活性,加快电解反应的进行,从而提高了电流效率,缩短了熔盐电脱氧制备金属锆的时间。

金属锆的熔盐电脱氧制备

采用熔盐电脱氧法,在CaCl_2熔盐中以烧结的ZrO_2为阴极,石墨棒为阳极,温度为900℃,电压为3.1V,制备出了金属锫。借助SEM和XRD研究了阴极的形貌及其对电解反应的影响,初步探讨了电脱氧反应的机理。结果表明,电解过程中脱氧速度不均匀,ZrO_2电极的还原是由外向内,由高价向低价再到金属而分步进行的。电解10 h后,金属锆含量为93%(质量分数,下同),由于金属中存在固溶氧,即使延长电解时间,氧也不能完全脱除。

金属锆制备方法的研究进展

总结了国内外金属锆制备方法。传统方法包括金属热还原法、氢化脱氢法和电解法,但均存在成本高、污染大、操作复杂等问题。指出了直接电脱氧法是一种制备金属单质和合金的新方法,具有成本低、能耗少、污染小、工艺简单的特点,最有希望取代传统的金属锆制备方法。

原子模拟金属锆中点缺陷行为

锆合金广泛用于核工业,在辐照条件下,会产生形状和构型相对复杂的点缺陷团簇,并直接影响材料的物理性能。尽管已有大量针对锆的缺陷行为研究,但基于高通量原子构型搜索,并结合蒙特卡洛模拟实现具有原子分辨率的宏观尺度下的点缺陷行为研究,目前相关工作还比较少。采用激发弛豫算法(体系从一个局部能量最低值移动到相邻的另一个局部能量最低值的过程)给出了不同尺寸空位团簇、间隙团簇的稳定和亚稳定构型,通过计算这些构型的形成能、结合能和激发能等关键参数,确定不同尺寸下的能量最低构型,发现中小数目的空位团簇和间隙团簇的稳定构型的分布存在共性,并且中等数目的团簇构型由小数目的原醋构型构成等规律,这些规律揭示了金属锆中点缺陷的形成演化规律及其稳定构型的分布特征。

添加石墨粉对直接电脱氧法制备金属锆的影响

通过在固体ZrO2阴极片中添加不同量的石墨粉,采用直接电脱氧法制备金属锆,研究了经烧结并直接电脱氧后阴极的成分及形貌,考察了添加石墨粉对电脱氧反应的影响。研究结果表明,加入石墨粉可提高烧结样品中的氧空位,增加反应活性,提高金属锆的收率,降低能量消耗。

金属锆在黑色冶金领域中的应用

在黑色冶金领域中,金属锆常用做炼钢脱气剂、添加剂,用以改善和提高产品的性能.除了直接使用未经锆铪分离制得的含铪海绵锆或锆屑或锆粉外,也使用中间合金如Zr-Fe,Zr-Si,Zr-Si-Ca和Zr-Si-Mn等.

金属锆微弧氧化电解液体系和氧化时间对陶瓷膜层的影响

分别用钨酸钠、偏铝酸钠、硅酸钠电解液体系在金属锆表面上制备了氧化锆陶瓷膜。探讨了电解液种类、氧化时间对膜层相结构、微观形貌和耐蚀性的影响。结果表明:氧化膜成分、组织结构、形貌和耐蚀性受电解液种类影响较大;钨酸钠、偏铝酸钠体系陶瓷膜由单斜相组成,而硅酸钠体系则形成了异常的正交相及单斜相,其膜层的耐蚀性不同程度地优于钨酸钠和偏铝酸钠的微弧氧化膜;钨酸钠体系氧化膜的表面粗糙度和孔径随氧化时间增加而增大,结晶度随着时间的延长而提高。

金属锆粉含量对氧化铝质铸钛包埋材料性能的影响

通过改变金属锆粉的含量,研究了金属锆粉对氧化铝质铸钛包埋材料性能的影响,结果发现:随着金属锆粉含量的增加,氧化铝质铸钛包埋材料的流动性变差,经900℃热处理后包埋材料的耐压强度明显降低,热膨胀率呈增大趋势。

金属锆粉末在M(OH)_2(M=Sr,Ba)介质中的水热氧化过程

初步考察了金属锆粉末在M (OH) 2 (M =Sr,Ba)介质中的水热氧化过程 .结果表明 ,钙钛矿型氧化物MZrO3(M =Sr,Ba)的生成规律与常规水热合成基本相同 .对金属锆水热氧化过程的初步分析表明 ,ZrO2 ·xH2

金属锆的制备工艺

阐述了国内外金属锆的制备工艺和研究现状,主要介绍了热还原法(包括钙热还原法、镁还原法)、氢化脱氢法、熔盐电解法、直接电脱氧法等方法。概述了各方法的原理和研究进展,并分析了各种工艺的优缺点、应用现状以及发展趋势。

金属锆的焊接性及现场焊接质量控制

锆具有优良的抗酸、碱以及液体金属腐蚀的能力。在某些腐蚀介质中，可超过铌和钛等腐蚀性能很好的金属，能在钛所不能胜任的腐蚀介质中工作。由于醋酸行业中的强腐蚀性，锆材被广泛应用。但锆材作为昂贵而活性强的金属，在使用及焊接上一直被高度的重视。

金属锆固载聚醚离子液体催化剂的制备与催化性能

首先制备三种聚醚离子液体基体,再将其分别与氯化锆反应制备金属锆固载聚醚离子液体催化剂[HO-PECH-MIM]Cl-Zr、[H2N-PECH-MIM]Cl-Zr和[HOOC-PECH-MIM]Cl-Zr。利用红外光谱仪对其化学结构进行表征,利用X射线衍射仪对其结晶结构进行测试。然后用制备的固载化催化剂催化环氧丙烷与二氧化碳合成碳酸丙烯酯,利用气相色谱测定碳酸丙烯酯的纯度,研究三种固载化催化剂的种类对催化性能的影响。结果表明,金属锆固载聚醚离子液体催化剂制备成功,实现了相态转变,且热稳定性较好,并在较温和条件下即可高效完成催化过程,活性高,选择性好,易回收。其中[HOOC-PECH-MIM]Cl-Zr催化性能最好,在催化温度为90℃,压力为1.5 MPa,用量为2.5%时,纯度为97.5%,转化率为98.3%,选择性为91.2%。

金属锆醇盐对钛合金表面溶胶−凝胶转化膜结构及漆层结合力的影响

采用有机硅烷和金属锆醇盐为主成分、无水乙醇为溶剂,在TC4钛合金表面制备了溶胶−凝胶转化膜。采用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、辉光放电质谱(GDMS)、X射线光电子能谱(XPS)等技术分析了金属锆醇盐含量对转化膜表面微观形貌和成分,以及纵深方向元素分布和氧元素价态的影响。通过电化学阻抗谱(EIS)分析了转化膜的电化学特性和结构特点。最后通过长时间湿热试验研究了金属锆醇盐含量对后续有机漆层结合力的影响。结果表明,制备的溶胶−凝胶转化膜分成有机层和无机层两部分,其中无机层主要是由Ti─O─Zr/Si共价键结构组成,有机层主要由硅烷的有机碳链交联形成。当金属锆醇盐含量为2000 mg/kg时,转化膜具有最佳的结构完整性,能够保证钛合金表面有机底漆优异的结合力和耐久性。

近年我国金属锆及其制品进口概况

近年来,随着我国核电工业以及化工、电子等行业的发展对金属锆需求不断增长,金属锆制品(含未锻轧锆、锻轧锆、金属及粉末等)一直保持进口旺盛的势头,除2004年进口量有所减少外,其它年份的进口量均为600t～1 000t.虽然在有色金属领域里,锆只是一个小金属,但从其进口量分析,国内金属锆的需求量仍较大.表1为近年来金属锆的进口数量统计.

关于碘化法提纯金属锆的工艺及机理研究

对碘化法提纯金属锆的工艺及机理进行研究。在碘化法提纯金属锆的进程中,温度决定着反应速率以及沉积速率,对低温区与高温区碘化法提纯金属锆的工艺及机理进行分析,试验结果证实,在温度不大于250℃的低温区金属锆提纯工艺质量较高,并且碘加入量的增加在提升生产效率方面有所帮助。希望本文论述的内容,在指导现实生产工艺方面有所帮助。

金属锆织构的标准极图计算及分析

金属锆的织构会引起各向异性,获得织构信息及演变规律对锆材的加工与应用十分重要.本文利用锆的晶体结构数据、吴氏网、极图与织构的定义,建立了锆织构的任一晶面标准极图的计算方法.运用塑性变形时基本滑移面与滑移方向的演变规律揭示了纯锆金属加工方式与织构演变的内在联系,绘制了部分锆的织构标准极图.这为锆金属的加工织构演变与表征提供了理论支撑.