鋯元素的發(fā)現(xiàn)較早，但對其性能的深入認(rèn)識和大規(guī)模應(yīng)用則是在 20 世紀(jì)中葉以后。當(dāng)時(shí)，隨著核能技術(shù)的興起，人們開始尋找適合用于核反應(yīng)堆的材料。鋯因其對中子的低吸收截面和良好的耐腐蝕性，進(jìn)入了科研人員的視野。在這一時(shí)期，鋯絲的發(fā)展主要集中在核領(lǐng)域，特別是核反應(yīng)堆燃...

當(dāng)前，材料科學(xué)家們在鋯合金的研發(fā)方面取得了進(jìn)展。除了傳統(tǒng)的以強(qiáng)度和耐腐蝕性為主要目標(biāo)的合金開發(fā)，更加注重合金在多方面性能的平衡與優(yōu)化。例如，針對核反應(yīng)堆高溫部件的需求，研發(fā)出了具有更高高溫強(qiáng)度和抗氧化性能的鋯合金管。這些合金通過添加特定的合金元素，如鈮、鉭、鎢...

精密鍛造工藝旨在實(shí)現(xiàn)鈦鍛件的近凈成形，減少后續(xù)加工余量，提高材料利用率與生產(chǎn)效率。隨著自動(dòng)化技術(shù)與智能制造理念的興起，精密鍛造工藝正逐步與自動(dòng)化生產(chǎn)線深度融合。在自動(dòng)化精密鍛造生產(chǎn)線上，從原材料的上料、加熱、鍛造到鍛后處理，各個(gè)環(huán)節(jié)均實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制與智能化監(jiān)...

軋制成型可以分為熱軋和冷軋兩種方式，熱軋是在鋯的再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行軋制，主要目的是改善坯料的組織結(jié)構(gòu)，細(xì)化晶粒，提高材料的塑性和綜合力學(xué)性能；冷軋則是在室溫下進(jìn)行軋制，能夠進(jìn)一步提高鋯管的尺寸精度、表面質(zhì)量和強(qiáng)度。對于熱軋工藝，首先將鋯坯料加熱到合適的溫度范圍...

當(dāng)下的鋯合金家族枝繁葉茂，各類合金各司其職。在航空航天領(lǐng)域，為應(yīng)對發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室超高溫環(huán)境，含鈮、鉭等高熔點(diǎn)元素的耐熱合金是優(yōu)先，能夠確保部件在超 1000℃高溫下維持穩(wěn)定的力學(xué)性能；化工行業(yè)里，稀土元素強(qiáng)化的耐蝕合金憑借凈化晶界、細(xì)化晶粒的效果，從容應(yīng)對復(fù)雜多...

核工業(yè)作為鋯絲的傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域，對鋯絲的需求持續(xù)穩(wěn)定且要求不斷提高。隨著全球?qū)η鍧嵞茉吹男枨笤黾?，核電作為一種低碳、高效的能源形式，其發(fā)展前景廣闊。在核反應(yīng)堆的建設(shè)和升級過程中，對高性能鋯絲的需求巨大。例如，在新型三代核反應(yīng)堆的研發(fā)和建設(shè)中，需要大量的先進(jìn)鋯合金...

換熱器是化工流程里熱量交換的樞紐，鋯棒制成的換熱器管束則是實(shí)現(xiàn)高效熱傳遞的要素。在化工生產(chǎn)中，冷熱流體交替穿梭于管束之間，進(jìn)行熱量傳遞。若管束不耐腐蝕，被流體侵蝕穿孔，會(huì)引發(fā)冷熱流體混合，破壞整個(gè)化工工藝。鋯棒的耐蝕性以及良好的熱傳導(dǎo)性能，使其成為理想選擇。比...

受到基因編輯技術(shù)啟發(fā)的材料設(shè)計(jì)理念有望在鋯棒領(lǐng)域大放異彩，科研人員可以借助大數(shù)據(jù)、人工智能等手段，快速篩選出理想的鋯合金基因組合，高效產(chǎn)出具備超高溫、強(qiáng)輻照、高生物活性等極端性能的超級鋯合金棒，滿足未來更為苛刻的工業(yè)需求。同時(shí)，納米技術(shù)也將持續(xù)深入滲透，納米晶...

全球鋯礦資源分布不均，主要集中在澳大利亞、南非等地。開采方式依據(jù)礦脈地質(zhì)特征而不同，露天開采是常見手段之一，大型挖掘機(jī)、裝載機(jī)移除覆蓋層，露出鋯礦石礦體，這種方式成本較低，適合大規(guī)模、淺層礦脈開采；地下開采則用于深層、高品位礦脈，通過豎井、斜井進(jìn)入礦體，利用采...

鈦鍛件的耐高溫性與抗氧化性使其成為這些高溫部件的潛在替代材料，能夠提高發(fā)電設(shè)備的熱效率與可靠性。在新能源領(lǐng)域，鈦鍛件在核電、太陽能、風(fēng)能等方面也有著重要應(yīng)用。在核電領(lǐng)域，鈦鍛件用于制造核電站的蒸汽發(fā)生器傳熱管、反應(yīng)堆壓力容器等關(guān)鍵部件，其良好的耐腐蝕性與抗輻射...

換熱器是化工流程里熱量交換的樞紐，鋯棒制成的換熱器管束則是實(shí)現(xiàn)高效熱傳遞的要素。在化工生產(chǎn)中，冷熱流體交替穿梭于管束之間，進(jìn)行熱量傳遞。若管束不耐腐蝕，被流體侵蝕穿孔，會(huì)引發(fā)冷熱流體混合，破壞整個(gè)化工工藝。鋯棒的耐蝕性以及良好的熱傳導(dǎo)性能，使其成為理想選擇。比...

鈦管件因其獨(dú)特的材料特性，在航空航天與醫(yī)療領(lǐng)域展現(xiàn)出的應(yīng)用潛力。航空航天領(lǐng)域?qū)Σ牧系男阅芤髽O高，需要在減輕重量的同時(shí)確保結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、耐高溫性和耐腐蝕性等多方面性能的平衡。醫(yī)療領(lǐng)域則強(qiáng)調(diào)材料的生物相容性、安全性和功能性，以滿足人體植入和醫(yī)療器械使用的嚴(yán)格要求。鈦...

良品率提升困難。要攻克這一難題，需持續(xù)投入科研力量，研發(fā)精細(xì)熱控制技術(shù)，拓寬鍛造窗口；利用數(shù)字化模擬技術(shù)優(yōu)化工藝參數(shù)，減少試錯(cuò)成本；培養(yǎng)專業(yè)加工技術(shù)人才，提升實(shí)操技能與問題解決能力。部分應(yīng)用場景下，高性能不銹鋼、鈦合金棒材憑借相對較低成本、成熟工藝分流客戶。新...

氯化法是主流提煉技術(shù)之一。把鋯精礦與石油焦按比例混合，投入氯化爐，加熱到超 1000℃，同時(shí)通入氯氣。在高溫下，鋯與氯氣反應(yīng)生成四氯化鋯氣體，而多數(shù)雜質(zhì)元素形成氯化物固體或沸點(diǎn)差異較大的氣體，借此分離。四氯化鋯氣體經(jīng)冷凝、精餾提純后，純度可達(dá) 99% 以上。后...

工藝創(chuàng)新方面，新設(shè)備購置與研發(fā)成本高昂。粉末鍛造的粉末制備設(shè)備、3D打印配套的高精度成型設(shè)備及專屬軟件，前期投入動(dòng)輒數(shù)百萬，讓不少企業(yè)望而卻步。而且新技術(shù)人才稀缺，高校相關(guān)專業(yè)課程設(shè)置滯后，企業(yè)內(nèi)部培訓(xùn)體系不完善，導(dǎo)致掌握新鍛造工藝的專業(yè)人員缺口大，制約工藝推...

載人航天任務(wù)對生命保障系統(tǒng)可靠性要求嚴(yán)苛，鈦鎳記憶合金絲融入其中增添保障。在航天服的溫度調(diào)節(jié)、氣體循環(huán)部件，合金絲依據(jù)宇航員活動(dòng)強(qiáng)度、艙外環(huán)境溫度，自動(dòng)調(diào)控散熱、透氣功能，保障宇航員體感舒適與生命安全。空間站內(nèi)的水回收、空氣凈化裝置，合金絲作為自適應(yīng)閥門、過濾...

傳統(tǒng)的鈦鎳合金熔煉能耗高、污染大，新型綠色熔煉技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。冷床電子束熔煉，電子束聚焦熔化原料，熔池在水冷銅床流動(dòng)，雜質(zhì)因密度差異分離，無需額外造渣劑，大幅減少廢渣廢氣。而且，精細(xì)的能量輸入讓合金成分更均勻，提升絲材批次穩(wěn)定性，降低生產(chǎn)成本，契合環(huán)保與高效生產(chǎn)...

盡管如此，這些初步的探索為后續(xù)鋯絲在核領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。例如，在一些早期的實(shí)驗(yàn)性核反應(yīng)堆中，開始嘗試使用鋯絲制作簡單的燃料棒結(jié)構(gòu)部件，雖然其性能還有待提高，但已經(jīng)顯示出了相對于其他材料的優(yōu)勢，如在中子輻照環(huán)境下能夠保持較好的結(jié)構(gòu)完整性，減少了放射性物質(zhì)泄漏...

多元合金化是當(dāng)下潮流。往鋯基體添入鉿、鉭、鈮等難熔元素，為合金注入耐高溫“基因”。含鉿鋯合金用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱端，耐受溫度提升近200℃，抗氧化皮剝落能力增強(qiáng)，延長部件壽命。稀土元素融入亦有神奇功效，鑭、鈰等凈化晶界、細(xì)化晶粒，化工高壓環(huán)境下的鋯鍛件耐蝕性提升數(shù)...

艦艇的特殊應(yīng)用在海軍艦艇方面，鈦管由于其度、低密度和良好的耐腐蝕性，在一些特殊部位有著重要應(yīng)用。例如，在潛艇的海水冷卻系統(tǒng)中，鈦管能夠在保證強(qiáng)度和耐腐蝕性的前提下減輕系統(tǒng)重量，有利于潛艇的隱蔽性和機(jī)動(dòng)性。此外，在艦艇的一些武器裝備冷卻系統(tǒng)以及海水淡化裝置中，鈦...

工業(yè)機(jī)器人向柔性化、精細(xì)化發(fā)展，鈦鎳記憶合金絲是理想關(guān)節(jié)材料。合金絲的超彈性賦予機(jī)器人關(guān)節(jié)類似人體關(guān)節(jié)的靈活性，能完成復(fù)雜、柔順的動(dòng)作，適應(yīng)不同形狀、尺寸工件的抓取、裝配任務(wù)。形狀記憶效應(yīng)讓關(guān)節(jié)在遭遇外力沖擊、過載時(shí)，自動(dòng)恢復(fù)初始狀態(tài)，減少維修成本，提升機(jī)器人...

工程師們可以借助計(jì)算機(jī)軟件，在虛擬環(huán)境中模擬鋯棒的鍛造全過程，提前發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的缺陷，進(jìn)而優(yōu)化模具設(shè)計(jì)。這一技術(shù)手段的應(yīng)用，使得鋯棒生產(chǎn)中的廢品率大幅下降，生產(chǎn)效率提升。熱模鍛、溫模鍛技術(shù)也日益成熟，通過精細(xì)地控制鍛造溫度，鋯金屬在變形過程中能夠獲得更加均勻的...

借鑒基因編輯理念，未來有望構(gòu)建 “材料基因庫”，快速篩選、組合鈦鎳合金元素與微觀結(jié)構(gòu)基因，像定制生物基因般精細(xì)設(shè)計(jì)合金絲性能，大幅縮短研發(fā)周期，催生超級性能合金絲，滿足超高溫、強(qiáng)輻照、高生物活性等極端需求。與量子技術(shù)、腦機(jī)接口等前沿學(xué)科深度融合，鈦鎳記憶合金絲...

基因編輯啟發(fā)的材料設(shè)計(jì)有望催生超級鋯合金棒，快速鎖定理想基因組合，滿足超高溫、強(qiáng)輻照、高生物活性極端需求。納米技術(shù)融入，納米晶鋯合金棒、納米復(fù)合涂層加持，微觀結(jié)構(gòu)與性能再升級，解鎖更多潛在應(yīng)用。智能制造主宰鋯棒生產(chǎn)車間，機(jī)器人精細(xì)操作，大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測調(diào)控，達(dá)成...

模具的?？仔螤睢⒊叽缇纫约氨砻娲植诙戎苯佑绊戜喒艿耐庑纬叽绾捅砻尜|(zhì)量。例如，?？椎闹睆焦钜刂圃跇O小范圍內(nèi)，以確保鋯管的外徑精度；?？椎谋砻娲植诙纫?，避免在擠壓過程中對鋯管表面造成劃傷。擠壓工藝參數(shù)的選擇也非常關(guān)鍵，擠壓比、擠壓速度、擠壓溫度等參數(shù)需要根...

在電子領(lǐng)域，開始研究鋯絲作為電子管吸氣劑的應(yīng)用，利用其能夠吸附殘余氣體的特性來提高電子器件的性能和壽命。這一時(shí)期，鋯絲的制備工藝也得到了改進(jìn)。真空熔煉技術(shù)的應(yīng)用使得鋯絲的純度得到了大幅提高，減少了雜質(zhì)元素對鋯絲性能的影響。在拉拔工藝方面，通過對拉拔模具的優(yōu)化設(shè)...

如在鋯絲表面涂覆一層陶瓷涂層或金屬間化合物涂層，能夠進(jìn)一步提高其抗水側(cè)腐蝕性能。例如，一種新型的碳化硅涂層鋯合金燃料棒包殼材料，在模擬核電站一回路水環(huán)境下的腐蝕速率比未涂層材料降低了 80%，提高了核反應(yīng)堆的安全性和經(jīng)濟(jì)性。核反應(yīng)堆內(nèi)部結(jié)構(gòu)部件的創(chuàng)新應(yīng)用除了燃...

鈦的化學(xué)活性較高，在高溫加工過程中容易與空氣中的氧、氮等元素發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致材料性能下降。因此，鈦管的加工需要特殊的工藝和設(shè)備，如在焊接過程中需要采用惰性氣體保護(hù)焊接，在熱加工過程中需要嚴(yán)格控制加熱溫度和時(shí)間等參數(shù)。這增加了鈦管的加工難度和制造成本，對加工企業(yè)的...

高性能鈦合金鍛件的開發(fā)與應(yīng)用航空航天領(lǐng)域?qū)︹佸懠男阅芤髽O高，促使科研人員不斷開發(fā)高性能鈦合金鍛件。例如，針對航空發(fā)動(dòng)機(jī)高溫部件的需求，研發(fā)了一系列具有優(yōu)異高溫性能的鈦合金鍛件。其中，Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo合金鍛件通過優(yōu)化合金元素配比與熱處理工...

換熱器是化工流程里熱量交換的樞紐，鋯棒制成的換熱器管束則是實(shí)現(xiàn)高效熱傳遞的要素。在化工生產(chǎn)中，冷熱流體交替穿梭于管束之間，進(jìn)行熱量傳遞。若管束不耐腐蝕，被流體侵蝕穿孔，會(huì)引發(fā)冷熱流體混合，破壞整個(gè)化工工藝。鋯棒的耐蝕性以及良好的熱傳導(dǎo)性能，使其成為理想選擇。比...