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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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