1、定义与常用材质(zhi)
定义(yi):
化工(gong)用锆管靶(ba)是(shi)以金属(shu)锆(Zr)或锆合(he)金为主(zhu)要(yao)成(cheng)分,通(tong)过(guo)熔炼(lian)、挤(ji)压(ya)、轧制(zhi)等工艺(yi)制成(cheng)的管(guan)状靶(ba)材(cai),主要用于(yu)磁控(kong)溅射、等离子(zi)喷涂(tu)等(deng)表面镀膜(mo)技(ji)术(shu),为(wei)化(hua)工(gong)设备提供耐(nai)腐(fu)蚀(shi)、耐(nai)高温(wen)的(de)防(fang)护(hu)涂(tu)层(ceng)。
常用(yong)材(cai)质(zhi):
纯(chun)锆(gao)(Zr≥99.5%):如(ru)Zr702(R60702),适(shi)用于(yu)一(yi)般(ban)腐蚀环(huan)境。
锆合金(jin):如Zr705(R60705,含(han)1.5% Nb),强度更(geng)高(gao),耐(nai)腐蚀性更优,适用(yong)于苛刻工况。
2、性能(neng)与(yu)特(te)点(dian)
核心(xin)性(xing)能:
超强耐腐蚀性:在(zai)浓(nong)硫酸(suan)(≥70%)、盐(yan)酸(suan)(≤37%)、硝酸等强酸中(zhong)几(ji)乎无(wu)腐蚀,优(you)于钛(tai)、不锈钢(gang)等(deng)材料。
高温(wen)稳(wen)定(ding)性(xing):熔(rong)点(dian)1852℃,可(ke)在400℃以下(xia)长(zhang)期(qi)使(shi)用(yong)。
低(di)热(re)中子(zi)吸收截面(mian):适(shi)合核(he)工业中的(de)腐蚀防护(hu)。
良好机械(xie)性能:抗拉强(qiang)度≥450 MPa(Zr705),可加(jia)工成(cheng)薄壁管材。
独(du)特优(you)势(shi):
在强(qiang)氧化性(xing)介(jie)质(zhi)(如(ru)浓(nong)硫酸、硝酸)中(zhong)形(xing)成致(zhi)密(mi)氧化膜(ZrO₂),进(jin)一步(bu)保(bao)护基(ji)体(ti);
对氯离子(zi)(Cl⁻)的耐蚀性优于钛(tai),避免(mian)点蚀(shi)风险(xian);
无(wu)磁(ci)性(xing),适用于(yu)特(te)殊化(hua)工环(huan)境(jing)(如(ru)电(dian)磁敏(min)感(gan)设(she)备(bei))。
3、应(ying)用(yong)领域
化工设(she)备(bei)防护:
反(fan)应釜(fu)、管道(dao)、阀门(men)、泵(beng)的(de)内(nei)衬(chen)或(huo)涂层,用(yong)于(yu)硫酸、盐酸(suan)、醋(cu)酸(suan)等强腐(fu)蚀介质(zhi)环(huan)境。
核(he)工(gong)业(ye):
核反(fan)应(ying)堆(dui)冷(leng)却(que)系统(tong)、核(he)废(fei)料处理设(she)备(bei)的耐腐蚀部(bu)件。
特种化学品生产:
高(gao)纯(chun)度(du)化(hua)学品(pin)(如电子级(ji)硫酸(suan)、氢(qing)氟(fu)酸(suan))的存(cun)储(chu)与输送(song)系(xi)统(tong)。
环(huan)保(bao)领(ling)域(yu):
烟(yan)气(qi)脱(tuo)硫(liu)(FGD)装(zhuang)置、废(fei)水(shui)处理(li)设备(bei)的(de)防腐镀层(ceng)。
4、执行(xing)标(biao)准(zhun)
国(guo)际(ji)标准(zhun):
ASTM B523(锆(gao)及(ji)锆(gao)合金(jin)无缝和(he)焊(han)接(jie)管(guan)材(cai));
ASTM B550(锆(gao)合金(jin)棒(bang)材(cai)、线(xian)材(cai)标(biao)准)。
国(guo)内(nei)标(biao)准:
GB/T 26314(工业(ye)锆(gao)及锆合(he)金(jin)管材(cai));
HG/T 3650(化工用(yong)锆(gao)设备(bei)技(ji)术(shu)条件)。
5、与其(qi)他(ta)管(guan)靶材料的(de)区别
| 材料(liao)类(lei)型(xing) | 核(he)心(xin)特性 | 主(zhu)要应用场景 | 对比锆(gao)管(guan)靶(ba) |
| 钛(tai)管(guan)靶(ba) | 轻质、耐海(hai)水腐(fu)蚀 | 海水淡(dan)化(hua)、船(chuan)舶设(she)备 | 钛(tai)耐氯(lv)离子腐(fu)蚀稍(shao)弱,成(cheng)本低(di)于(yu)锆(gao)。 |
| 钽(tan)管靶 | 极致(zhi)耐(nai)腐(fu)蚀(优(you)于(yu)锆(gao)) | 强(qiang)酸(suan)(如浓盐(yan)酸(suan))环境(jing) | 钽(tan)成本极高(约(yue)锆的10倍),加(jia)工难(nan)度(du)大(da)。 |
| 钛(tai)铝(lv)管靶 | 高温抗(kang)氧(yang)化(hua)性(xing) | 航空(kong)航天高温(wen)部(bu)件(jian) | 耐(nai)腐蚀(shi)性(xing)差,不(bu)适(shi)合强(qiang)酸(suan)环境。 |
| 镍(nie)管(guan)靶 | 耐碱(jian)、导电性好(hao) | 碱(jian)性(xing)介(jie)质、电(dian)子器件 | 镍在(zai)强酸中易(yi)腐蚀,密度高(gao)。 |
| 哈(ha)氏合(he)金(jin)靶 | 耐高温(wen)、耐(nai)混合(he)酸(suan) | 复(fu)杂(za)腐蚀介质(zhi)(如(ru)混酸) | 成(cheng)本(ben)高(gao),加工性(xing)能不(bu)如(ru)锆。 |
6、前景展望与(yu)深(shen)度(du)应(ying)用需求(qiu)
技术趋势(shi):
极(ji)端(duan)环境(jing)需求:新(xin)型(xing)化(hua)工工艺(如(ru)超(chao)临(lin)界CO₂反(fan)应)对锆(gao)管靶(ba)的(de)耐高温(wen)高(gao)压(ya)性能(neng)提出更(geng)高(gao)要求(qiu)。
复(fu)合(he)涂层(ceng)开发(fa):锆基(ji)复(fu)合靶(ba)材(如(ru)Zr-SiC)用于增(zeng)强耐磨(mo)性和抗热(re)震性(xing)。
绿(lv)色化工推动:环(huan)保法(fa)规(gui)趋严(yan),替代传(chuan)统(tong)防(fang)腐(fu)材(cai)料(如(ru)石(shi)墨、橡(xiang)胶(jiao)衬(chen)里(li))。
挑(tiao)战与(yu)机(ji)遇(yu):
国(guo)产化替代(dai):突破(po)高纯锆(gao)冶(ye)炼(lian)技术(shu)(如电子束熔(rong)炼(lian)),降低对(dui)进(jin)口(kou)锆材(cai)的(de)依(yi)赖;
成(cheng)本(ben)优(you)化:规(gui)模化生(sheng)产(chan)降低锆(gao)管靶(ba)价(jia)格(ge),拓展(zhan)其(qi)在中(zhong)小(xiao)型化工(gong)企业的应(ying)用(yong)。
7、选购(gou)方(fang)法(fa)与(yu)注意(yi)事(shi)项(xiang)
选购(gou)要(yao)点:
材质(zhi)验(yan)证:要(yao)求(qiu)供(gong)应(ying)商提(ti)供(gong)材(cai)质(zhi)证书(如(ru)ASTM B523或GB/T 26314),确(que)认(ren)锆(gao)含量(liang)及(ji)合金成分(fen);
表面质量(liang):靶(ba)材内(nei)外壁(bi)需(xu)抛光至(zhi)粗(cu)糙度Ra≤1.6μm,避免镀膜缺陷(xian);
晶(jing)粒(li)控(kong)制:细(xi)晶粒(平(ping)均(jun)晶(jing)粒尺(chi)寸(cun)≤50μm)可(ke)提(ti)高镀膜(mo)均(jun)匀性;
供应(ying)商资质(zhi):选(xuan)择具(ju)备(bei)军工(gong)或(huo)核工(gong)业(ye)供(gong)货(huo)经验(yan)的(de)厂商(shang),确(que)保工(gong)艺(yi)稳(wen)定(ding)性(xing)。
使用(yong)注(zhu)意事(shi)项:
存储(chu):置(zhi)于(yu)干燥氮(dan)气环(huan)境(jing),避免氧(yang)化(hua)(锆在(zai)高温(wen)潮湿环境中易(yi)吸(xi)氢(qing)脆(cui)化(hua));
安装(zhuang):靶(ba)材(cai)与设(she)备接(jie)口需(xu)密(mi)封防(fang)漏(lou),防止(zhi)介质渗(shen)透导致基(ji)材腐(fu)蚀;
工艺参(can)数(shu):优(you)化溅射功率(建(jian)议≤10 W/cm²)、气体(ti)压(ya)力(如(ru)Ar气(qi)0.3-0.5 Pa),减(jian)少靶材(cai)异常损耗。
化工用(yong)锆管靶(ba)凭借其(qi)卓越(yue)的耐腐蚀(shi)性(xing)和高(gao)温(wen)稳定(ding)性,在(zai)强酸(suan)、核(he)工(gong)业等(deng)极(ji)端(duan)环境中不可(ke)替(ti)代(dai)。与钛、钽等(deng)材(cai)料(liao)相比(bi),其在(zai)性价(jia)比和(he)综合性能(neng)上(shang)更(geng)具(ju)优势。未来(lai)随着(zhe)绿(lv)色(se)化(hua)工和新能源技术的(de)发(fa)展(zhan),锆(gao)管(guan)靶(ba)的(de)需求将持续增(zeng)长。
建议用(yong)户:根据介质(zhi)浓度(du)、温度及(ji)压力(li)选(xuan)择(ze)材质(zhi)(纯(chun)锆或Zr705),优(you)先(xian)与(yu)具备定(ding)制化镀膜工(gong)艺支持(chi)的(de)供(gong)应(ying)商合作(zuo),并定期检测镀层厚(hou)度与(yu)结(jie)合力(li),确保(bao)设(she)备(bei)长(zhang)效(xiao)防(fang)护。












