一、基础耐蚀特性
1、钝化膜保护
锆板表面常温下可形成致密氧化锆钝化膜,在氧化性介质中自修复,对大多数酸、碱、盐溶液具有屏障作用。
抗盐酸腐蚀:工业纯锆ZR702在沸腾浓度盐酸中腐蚀速率<0.025mm/a。
抗碱性优异:耐熔融碱及沸腾浓度苛性碱溶液,性能超越钛及钽。
2、介质适应性
硝酸:200℃以下耐蚀性接近铂,对应力腐蚀开裂敏感;
硫酸:高温稀硫酸稳定,70%以上沸腾硫酸剧烈腐蚀;
氢氟酸/王水:完全不适用,0.001%浓度即可腐蚀穿孔。
二、特殊环境表现
1、高温腐蚀
长期耐温上限:425℃,超过此温度氧化膜疏松脱落。
预氧化强化:空气中1000℃预氧化处理可提升初期腐蚀抗力。
2、气体腐蚀
氮气:600℃以上显著氮化,900℃剧烈反应。
氢气:300℃吸氢显著,需控制工作温度<250℃。
3、交替腐蚀环境
适用于强酸-强碱交替工况,抗交替腐蚀能力优于不锈钢及镍基合金。
三、材料对比与工程适用性
锆板:沸腾全浓度稳定,≤70%浓度高温适用 熔融碱无腐蚀,中子吸收截面极低;
不锈钢:耐中浓度常温碱;
钛板:耐稀盐酸,耐低浓度常温硫酸,不耐浓碱,耐辐射性差。
四、工业应用实证
1、化工容器:用于盐酸储罐、硫酸换热器管板,设计寿命较不锈钢延长3-5倍。
2、核能设备:锆铌合金作为燃料包壳材料,在300-400℃高温纯水中腐蚀速率<0.03mm/a。
3、特种反应器:处理含氯离子酸性介质时。