1、活性金屬和難溶金屬

     活性金屬是在高溫下對氧和其他間隙元素有很高親和力的金屬如鋯、鋯；難溶金屬是與鉻相同或超過鉻的熔點的金屬如鈮、鉭、鎢、鉬、鉻、釩、錸等。

     2、鋯的基本概念及簡介

     鋯來自于阿拉伯語單詞 zargun，為金色，用來形容鋯寶石（ZrSiO4）。在 1789年由M.H.Klaproth（克拉普羅特）在德國發(fā)現(xiàn)鋯，1824 年分離出非純鋯，1916年李國欽博士創(chuàng)立華昌公司，在1924 年制出具有延展性的鋯金屬并于 1947 年以試驗規(guī)模生產(chǎn)出工業(yè)用鋯，1949 年采用鎂熱置還原法制備鋯金屬，1956 年建立鋯廠，六十年代早期， 鋯和鋯開始用于防腐。1965 年鋯合金用于核工業(yè)，1970 年代..次在醋酸生產(chǎn)中大規(guī)模使用鋯。

     2.1、鋯的主要性質(zhì)及用途

     鋯(Zr)是第九種..普通元素，在地殼中含量豐富，占 0.025%,其地質(zhì)含量超過Zn、Pb、Ni，甚至超過 Cu、Sn,儲量為銅儲量的 2.5 倍。熔點 1882℃， 沸點為 4377℃，密度為 6.506g/cm3(20℃)。根據(jù)鋯的性能特點，鋯主要用于核反應(yīng)堆、化工設(shè)備和作為合金成分三方面。鋯的熱中子吸收截面低（0.18 靶），鉿熱中子截面高（105 靶）；鋯的原子序為 4a，原子量 91.224,如此，鋯被廣泛的用于：

   （1）鋯是一種熱中質(zhì)穿透材料；

    在中子輻射下，鋯的強度韌性不變，熱中子的吸收截面小，是良好的反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)材料；

   （2）優(yōu)異的耐蝕材料鋯對很多腐蝕介質(zhì)均有很強的抗力，優(yōu)良的抗酸、堿和液體金屬腐蝕能力，使鋯成為當(dāng)今熱交換器、汽提塔、干燥塔、反應(yīng)器閥門、管道系統(tǒng)和核應(yīng)用的優(yōu)先選擇材料。

   （3）除氫除氣材料，在低溫條件下就開始吸氫。

   （4）作為鋼、鋁、鎂、銅、鉬、鋯、鈮等的..的合金元素；鋯作為合金添加劑主要用于鋁鎂合金用于控制晶粒尺寸和微觀結(jié)構(gòu)，用于鋼中主要用來脫氧。

     2.2、鋯的分類

     鋯可分為： 

   （1）核工業(yè)用鋯，限制鉿含量小于萬分之幾，都需要熱處理；

   （2）非核工業(yè)用鋯，鉿含量可達 4%左右；

     3、鋯的基本屬性

     鋯是一種活性金屬，對雜質(zhì)元素的存在十分敏感，微量的雜質(zhì)就可能導(dǎo)致脆化。對環(huán)境氣體中的氧、氮、氫等氣體都有很強的親和力。高溫下， 鋯容易很容易被氣體污染發(fā)生氧化反應(yīng)。在室溫下就能與空氣里的氧氣反應(yīng)，形成一層氧化物保護膜。這層保護膜給了鋯及合金極強的防腐蝕能力。

     鋯及鋯合金在加熱 400℃溫度以下時，能被空氣中的氧、氫、氮等所污染，可分別產(chǎn)生脆性化合物，嚴重影響接頭性能，對塑性的影響更為敏感。一般情況下，為保持鋯及合金等塑韌性，盡量限制鋯中的氧含量降到..。空氣中 200℃開始生成 ZrO3，在大約 550℃以上，與空氣中的氧反應(yīng)生成多孔的脆性氧化膜，在 700℃以上，鋯能吸收氧而使材料嚴重脆化。在高溫下鋯能與上述氣體反應(yīng)，氫在 300℃開始吸氫，在 4600℃鋯能吸收氮。

     鋯合金在低溫下具有良好的延展性，較高的強度，氧元素具有間隙強化作用，并且在低溫下鋯合金沒有低溫脆化轉(zhuǎn)變。