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鉿的應用領域

由于鉿容易發射電子而很有用處(如用作白熾燈的燈絲)。用作X射線管的陰極,鉿和鎢或鉬的合金用作高壓放電管的電極。常用作X射線的陰極和鎢絲制造工業。純鉿具有可塑性、易加工、耐高溫抗腐蝕,是原子能工業重要材料。鉿的熱中子捕獲截面大,是較理想的中子吸收體,可作原子反應堆的控制棒和保護裝置。鉿粉可作火箭的推進器。在電器工業上可制造X射線管的陰極。鉿的合金可作火箭噴嘴和滑翔式重返大氣層的飛行器的前沿保護層,Hf-Ta合金可制造工具鋼及電阻材料。在耐熱合金中鉿用作添加元素,例如鎢、鉬、鉭的合金中有的添加鉿。HfC由于硬度和熔點高,可作硬質合金添加劑。4TaCHfC的熔點約為4215℃,為已知的熔點較高的化合物。鉿可作為很多充氣系統的吸氣劑。鉿吸氣劑可除去系統中存在的氧、氮等不需要氣體。鉿常作為液壓油的一種添加劑,防止在高危作業時候液壓油的揮發,具有很強的抗揮發性,這個特性的話,所以一般用于工業液壓油。醫學液壓油。 鉿元素也用于較新的intel45納米處理器。由于二氧化硅(SiO2)具有易制性 (Manufacturability),且能減少厚度以持續改善晶體管效能,處理器廠商均采用二氧化硅做為制作柵極電介質的材料。當英特爾導入65納米制造工藝時,雖已全力將二氧化硅柵極電介質厚度降低至1.2納米,相當于5層原子,但由于晶體管縮至原子大小的尺寸時,耗電和散熱難度亦會同時增加,產生電流浪費和不必要的熱能,因此若繼續采用時下材料,進一步減少厚度,柵極電介質的漏電情況勢將會明顯攀升,令縮小晶體管技術遭遇極限。為解決此關鍵問題,英特爾正規劃改用較厚的高K材料(鉿元素為基礎的物質)作為柵極電介質,取代二氧化硅,此舉也成功使漏電量降低10倍以上。另與上一代65納米技術相較,英特爾的45納米制程令晶體管密度提升近2倍,得以增加處理器的晶體管總數或縮小處理器體積,此外,晶體管開關動作所需電力更低,耗電量減少近30%,內部連接線 (interconnects) 采用銅線搭配低k電介質,順利提升效能并降低耗電量,開關動作速度約加快 20%。
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2022-04

鋯合金

發布時間 : 2022-04--13 點擊量 : 0
鋯合金以鋯為基體加入其他元素而構成的有色合金。主要合金元素有錫、鈮、鐵等。鋯合金在300~400℃的高溫高壓水和蒸汽中有良好的耐蝕性能、適中的力學性能、較低的原子熱中子吸收截面,對核燃料有良好的相容性,多用作水冷核反應堆的堆芯結構材料。此外,鋯對多種酸、堿和鹽有優良的抗蝕性,與氧、氮等氣體有強烈的親和力,因此鋯合金也用于制造耐蝕部件和制藥機械部件,在電真空和燈泡工業中被廣泛用作非蒸散型消氣劑。? 工業規模生產的鋯合金有鋯錫系和鋯鈮系兩類。前者合金牌號有Zr-2、Zr-4,后者的典型代表是 Zr-2.5Nb。在鋯錫系合金中,合金元素錫、鐵、鉻、鎳可提高材料的強度 、耐蝕性和耐蝕膜的導熱性,降低表面狀態對腐蝕的敏感性。通常Zr-2合金用于沸水堆 ,Zr-4 合金用于壓水堆。在鋯鈮系合金中,鈮的添加量達到使用溫度下鋯的晶體結構的固溶限制時,合金的耐蝕性較好。鋯合金有同質異晶轉變,高溫下的晶體結構為體心立方,低溫下為密排六方。鋯合金塑性好,可通過塑性加工制成管材、板材、棒材和絲材;其焊接性也好,可用以進行焊接加工。 鋯的熱中子俘獲截面小,有突出的核性能,是發展原子能工業不可缺少的材料,可作反應堆芯結構材料。鋯粉在空氣中易燃燒,可作引爆雷管及無煙火藥。鋯可用于優良鋼脫氧去硫的添加劑,也是裝甲鋼、大炮用鋼、不銹鋼及耐熱鋼的組元。鋯是鎂合金的重要合金元素,能提高鎂合抗拉強度和加工性能。鋯還是鋁鎂合金的變質劑,能細化晶粒。二氧化鋯和鋯英石是耐火材料中較有價值的化合物。二氧化鋯是新型陶瓷的主要材料,不可用作抗高溫氧化的加熱材料。二氧化鋯可作耐酸搪瓷、玻璃的添加劑,能顯著提高玻璃的彈性、化學穩定性及耐熱性。鋯英石的光反射性能強、熱穩定性好,在陶瓷和玻璃中可作遮光劑使用。鋯在加熱時能大量地吸收氧、氫、氨等氣體,是理想的吸氣劑,如電子管中用鋯粉作除氣劑,用鋯絲鋯片作柵極支架、陽極支架等。 粉末狀鐵與硝酸鋯混合,可作閃光粉。金屬鋯幾乎全部用作核反應堆中鈾燃料元件的包殼。也用來制造照相用的閃光燈,以及耐腐蝕的容器和管道,特別是能耐鹽酸和硫酸。鋯的化學藥品可作聚合物的交聯劑。
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