{"id":112285,"date":"2021-08-13T02:40:40","date_gmt":"2021-08-13T01:40:40","guid":{"rendered":"https:\/\/material-properties.org\/que-es-la-composicion-de-las-aleaciones-de-circonio-definicion\/"},"modified":"2021-09-25T11:31:27","modified_gmt":"2021-09-25T10:31:27","slug":"que-es-la-composicion-de-las-aleaciones-de-circonio-definicion","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/material-properties.org\/es\/que-es-la-composicion-de-las-aleaciones-de-circonio-definicion\/","title":{"rendered":"\u00bfQu\u00e9 es la composici\u00f3n de las aleaciones de circonio? Definici\u00f3n"},"content":{"rendered":"<div class=\"su-quote su-quote-style-default\"><div class=\"su-quote-inner su-u-clearfix su-u-trim\"> Composici\u00f3n de aleaciones de circonio. El circonio generalmente se alea con niobio o esta\u00f1o para obtener excelentes propiedades de corrosi\u00f3n. La aleaci\u00f3n Zr + 1% Nb de tipo N-1 E-110 se utiliza para revestimientos de elementos combustibles. <\/div><\/div>\n<div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\" style=\"margin:15px 0;border-width:2px;border-color:#999999\"><\/div>\n<div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\">\n<figure id=\"attachment_27131\" aria-describedby=\"caption-attachment-27131\" style=\"width: 131px\" class=\"wp-caption alignright\"><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/wp-content\/uploads\/2019\/04\/Nuclear-Fuel-Assembly-min.png\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" class=\"wp-image-27131 size-large\" src=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/wp-content\/uploads\/2019\/04\/Nuclear-Fuel-Assembly-min-141x1024.png\" alt=\"Ensamblaje de combustible nuclear\" width=\"141\" height=\"1024\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-27131\" class=\"wp-caption-text\">Conjunto de combustible t\u00edpico<\/figcaption><\/figure>\n<p>El circonio puro es un metal de transici\u00f3n fuerte, de color blanco gris\u00e1ceo, brillante que se asemeja al hafnio y, en menor medida, al titanio.\u00a0El circonio se utiliza principalmente como refractario y opacificante, aunque se utilizan peque\u00f1as cantidades como agente de aleaci\u00f3n por su fuerte resistencia a la corrosi\u00f3n.\u00a0<strong>El circonio y sus aleaciones<\/strong>\u00a0se utilizan ampliamente como\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/nuclear-fuel\/fuel-assembly\/fuel-cladding-cladding-tube\/\"><strong>revestimiento para combustibles de reactores nucleares<\/strong><\/a>.\u00a0El circonio aleado con niobio o esta\u00f1o tiene\u00a0<strong>excelentes propiedades anticorrosivas<\/strong> . La alta resistencia a la corrosi\u00f3n de las aleaciones de circonio resulta de la formaci\u00f3n natural de un \u00f3xido estable denso en la superficie del metal. Esta pel\u00edcula es autocurativa, contin\u00faa creciendo lentamente a temperaturas de hasta aproximadamente 550\u00b0C (1020\u00b0F) y permanece firmemente adherida. La propiedad deseada de estas aleaciones tambi\u00e9n es una <a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/nuclear-engineering-fundamentals\/neutron-nuclear-reactions\/neutron-capture-radiative-capture\/neutron-capture-cross-section\/\"><strong>secci\u00f3n transversal de captura de neutrones baja<\/strong><\/a>.\u00a0Las desventajas del circonio son las propiedades de baja resistencia y la baja resistencia al calor, que se pueden eliminar, por ejemplo, mediante una aleaci\u00f3n con niobio.<\/p>\n<h2>Composici\u00f3n de las aleaciones de circonio<\/h2>\n<ul>\n<li><strong>Circonio &#8211; Aleaciones de niobio<\/strong>.\u00a0Las aleaciones de circonio con niobio se utilizan como revestimientos de elementos combustibles de reactores VVER y RBMK.\u00a0Estas aleaciones son el material base del canal de montaje del reactor RBMK.\u00a0La aleaci\u00f3n Zr + 1% Nb de tipo N-1 E-110 se utiliza para revestimientos de elementos combustibles, la aleaci\u00f3n Zr + 2,5% Nb de tipo E-125 se aplica para tubos de canales de montaje.<\/li>\n<li><strong>Circonio &#8211; Aleaciones de esta\u00f1o<\/strong>.\u00a0Las aleaciones de circonio, en las que el esta\u00f1o es el elemento de aleaci\u00f3n b\u00e1sico, proporciona una mejora de sus propiedades mec\u00e1nicas, tienen una amplia distribuci\u00f3n en los EE. UU.\u00a0Un subgrupo com\u00fan tiene la marca comercial\u00a0<strong>Zircaloy.\u00a0<\/strong>En el caso de las aleaciones de circonio-esta\u00f1o, se produce la disminuci\u00f3n de la resistencia a la corrosi\u00f3n en el agua y el vapor, lo que resulta en la necesidad de una aleaci\u00f3n adicional.<\/li>\n<\/ul>\n<p>El material de revestimiento para los nuevos dise\u00f1os de combustible 17&#215;17 se basa tambi\u00e9n en las\u00a0<strong>aleaciones de circonio-niobio<\/strong>\u00a0(por ejemplo, el material Optimized ZIRLO), que ha demostrado tener una resistencia a la corrosi\u00f3n mejorada en comparaci\u00f3n con los materiales de revestimiento de combustible anteriores.\u00a0El nivel de esta\u00f1o optimizado proporciona una tasa de corrosi\u00f3n reducida al tiempo que mantiene los beneficios de la fuerza mec\u00e1nica y la resistencia a la corrosi\u00f3n acelerada por condiciones qu\u00edmicas anormales.<\/p>\n<h2>Producci\u00f3n de circonio<\/h2>\n<p>La producci\u00f3n de circonio met\u00e1lico requiere t\u00e9cnicas especiales debido a las propiedades qu\u00edmicas particulares del circonio. La mayor parte del metal Zr se produce a partir de circ\u00f3n (ZrSiO<sub>4<\/sub>) mediante la reducci\u00f3n del cloruro de circonio con magnesio met\u00e1lico en el\u00a0<strong>proceso Kroll<\/strong>.\u00a0La caracter\u00edstica clave del proceso Kroll es la reducci\u00f3n del cloruro de circonio a circonio met\u00e1lico por magnesio.\u00a0El circonio comercial de grado no nuclear contiene t\u00edpicamente\u00a0<strong>1 a 5% de hafnio<\/strong>, cuya secci\u00f3n transversal de absorci\u00f3n de neutrones es 600 veces mayor que la del circonio.\u00a0Por lo tanto, el hafnio debe eliminarse casi por completo (reducirse a &lt;0,02% de la aleaci\u00f3n) para aplicaciones de reactores.<\/p>\n<h2>Aleaciones de circonio en la industria nuclear<\/h2>\n<figure id=\"attachment_29906\" aria-describedby=\"caption-attachment-29906\" style=\"width: 161px\" class=\"wp-caption alignright\"><a href=\"https:\/\/material-properties.org\/wp-content\/uploads\/2020\/07\/Fuel-Clad-and-Pellets.png\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" class=\"size-medium wp-image-29906\" src=\"https:\/\/material-properties.org\/wp-content\/uploads\/2020\/07\/Fuel-Clad-and-Pellets-171x300.png\" alt=\"\" width=\"171\" height=\"300\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-29906\" class=\"wp-caption-text\">La vaina de combustible tiene t\u00edpicamente un radio interior de rZr, 2 = 0,408 cm y un radio exterior rZr, 1 = 0,465 cm.<\/figcaption><\/figure>\n<p><strong>El revestimiento de combustible<\/strong>\u00a0es la capa exterior de las barras de combustible, que se encuentra entre el\u00a0<strong>refrigerante<\/strong>\u00a0del\u00a0<strong>reactor<\/strong>\u00a0y el\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/nuclear-fuel\/\"><strong>combustible nuclear<\/strong>\u00a0<\/a>(es decir<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/nuclear-fuel\/fuel-assembly\/fuel-pellets\/\"><strong>, pastillas de combustible<\/strong><\/a>).\u00a0Est\u00e1 hecho de un material resistente a la corrosi\u00f3n con una secci\u00f3n transversal de baja absorci\u00f3n para los\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/neutron\/thermal-neutron\/\">neutrones t\u00e9rmicos<\/a> (~0,18\u00d710<sup>\u201324<\/sup> cm<sup>2<\/sup>), generalmente una\u00a0<strong>aleaci\u00f3n de circonio<\/strong>\u00a0.\u00a0La vaina de combustible tiene t\u00edpicamente un radio interior de\u00a0\u00a0<strong>r<sub>Zr,2<\/sub> = 0,408 cm<\/strong>\u00a0\u00a0y un radio exterior\u00a0\u00a0<strong>r<sub>Zr,1<\/sub> = 0,465 cm<\/strong>.\u00a0En comparaci\u00f3n con los pellets de combustible, casi no hay generaci\u00f3n de calor en la vaina del combustible (la vaina se\u00a0\u00a0<a title=\"Liberaci\u00f3n de energ\u00eda de la fisi\u00f3n\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/fission\/energy-release-from-fission\/\">calienta ligeramente por la radiaci\u00f3n<\/a>).\u00a0Todo el calor generado en el combustible debe transferirse por\u00a0\u00a0<strong>conducci\u00f3n a<\/strong>\u00a0\u00a0trav\u00e9s del revestimiento y, por lo tanto, la superficie interior est\u00e1 m\u00e1s caliente que la superficie exterior.<\/p>\n<p>Una composici\u00f3n t\u00edpica de las aleaciones de circonio de grado nuclear es m\u00e1s del 95 por ciento en peso de circonio y menos del 2% de esta\u00f1o, niobio, hierro, cromo, n\u00edquel y otros metales, que se agregan para mejorar las propiedades mec\u00e1nicas y la resistencia a la corrosi\u00f3n. La aleaci\u00f3n m\u00e1s utilizada, hasta la fecha, en PWR, ha sido Zircaloy 4, sin embargo, actualmente est\u00e1 siendo reemplazada por nuevas aleaciones a base de circonio-niobio, que exhiben una mejor resistencia a la corrosi\u00f3n. La temperatura m\u00e1xima a la que se pueden utilizar las aleaciones de circonio en los reactores refrigerados por agua depende de su resistencia a la corrosi\u00f3n. Las aleaciones de circonio m\u00e1s comunes, Zircaloy-2 y Zircaloy-4, contienen los fuertes estabilizadores \u03b1 esta\u00f1o y ox\u00edgeno, adem\u00e1s de los estabilizadores \u03b2 hierro, cromo y n\u00edquel. Aleaciones de tipo Zircalloy, en las que el esta\u00f1o es el elemento de aleaci\u00f3n b\u00e1sico que proporciona una mejora de sus propiedades mec\u00e1nicas, tener una amplia distribuci\u00f3n en el mundo. Sin embargo, en este caso, se produce la disminuci\u00f3n de la resistencia a la corrosi\u00f3n en el agua y el vapor que dio lugar a la necesidad de una aleaci\u00f3n adicional. La mejora provocada por el aditivo niobio probablemente implica un mecanismo diferente. La alta resistencia a la corrosi\u00f3n de los metales aleados con niobio en agua y vapor a temperaturas de 400 a 550\u00b0C se debe a su capacidad de pasivaci\u00f3n con formaci\u00f3n de pel\u00edculas protectoras.<\/p>\n<\/div><\/div>\n<div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-accordion su-u-trim\"> <div class=\"su-spoiler su-spoiler-style-default su-spoiler-icon-plus\" data-scroll-offset=\"0\" data-anchor-in-url=\"no\"><div class=\"su-spoiler-title\" tabindex=\"0\" role=\"button\"><span class=\"su-spoiler-icon\"><\/span>References:<\/div><div class=\"su-spoiler-content su-u-clearfix su-u-trim\"> Ciencia de los materiales:\n<p>Departamento de Energ\u00eda de EE. UU., Ciencia de Materiales.\u00a0DOE Fundamentals Handbook, Volumen 1 y 2. Enero de 1993.<br \/>\nDepartamento de Energ\u00eda de EE\u00a0.\u00a0UU., Ciencia de Materiales.\u00a0Manual de fundamentos del DOE, Volumen 2 y 2. Enero de 1993.<br \/>\nWilliam D. Callister, David G. Rethwisch.\u00a0Ciencia e Ingenier\u00eda de Materiales: Introducci\u00f3n 9\u00aa Edici\u00f3n, Wiley;\u00a09a edici\u00f3n (4 de diciembre de 2013), ISBN-13: 978-1118324578.<br \/>\nEberhart, Mark (2003).\u00a0Por qu\u00e9 se rompen las cosas: entender el mundo a trav\u00e9s de la forma en que se desmorona.\u00a0Armon\u00eda.\u00a0ISBN 978-1-4000-4760-4.<br \/>\nGaskell, David R. (1995).\u00a0Introducci\u00f3n a la Termodin\u00e1mica de Materiales (4\u00aa ed.).\u00a0Taylor y Francis Publishing.\u00a0ISBN 978-1-56032-992-3.<br \/>\nGonz\u00e1lez-Vi\u00f1as, W. y Mancini, HL (2004).\u00a0Introducci\u00f3n a la ciencia de los materiales.\u00a0Prensa de la Universidad de Princeton.\u00a0ISBN 978-0-691-07097-1.<br \/>\nAshby, Michael;\u00a0Hugh Shercliff;\u00a0David Cebon (2007).\u00a0Materiales: ingenier\u00eda, ciencia, procesamiento y dise\u00f1o (1\u00aa ed.).\u00a0Butterworth-Heinemann.\u00a0ISBN 978-0-7506-8391-3.<br \/>\nJR Lamarsh, AJ Baratta, Introducci\u00f3n a la ingenier\u00eda nuclear, 3d ed., Prentice-Hall, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.<br \/>\n<\/p><\/div><\/div> <\/div> <div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\" style=\"margin:15px 0;border-width:2px;border-color:#999999\"><\/div> <\/div><\/div> <div class=\"su-divider su-divider-style-default\" style=\"margin:15px 0;border-width:2px;border-color:#999999\"><\/div> <div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-33 lgc-tablet-grid-33 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\"> <\/div><\/div> <div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-33 lgc-tablet-grid-33 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\">\n<p>Ver arriba:<br \/>\nAleaciones de circonio <a href=\"https:\/\/material-properties.org\" class=\"su-button su-button-style-default\" style=\"color:#FFFFFF;background-color:#2D89EF;border-color:#246ec0;border-radius:5px;-moz-border-radius:5px;-webkit-border-radius:5px\" target=\"_self\"><span style=\"color:#FFFFFF;padding:0px 16px;font-size:13px;line-height:26px;border-color:#6cadf4;border-radius:5px;-moz-border-radius:5px;-webkit-border-radius:5px;text-shadow:none;-moz-text-shadow:none;-webkit-text-shadow:none\">  <\/span><\/a> <\/p><\/div><\/div> <div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-33 lgc-tablet-grid-33 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\"> <\/div><\/div>\n<div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\" style=\"margin:15px 0;border-width:2px;border-color:#999999\"><\/div>\n<p>Esperamos que este art\u00edculo,\u00a0<strong>Composici\u00f3n de las aleaciones de circonio<\/strong>\u00a0, le ayude.\u00a0Si es as\u00ed,\u00a0<strong>danos un me gusta<\/strong>\u00a0en la barra lateral.\u00a0El objetivo principal de este sitio web es ayudar al p\u00fablico a conocer informaci\u00f3n importante e interesante sobre los materiales y sus propiedades.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Esperamos que este art\u00edculo,\u00a0Composici\u00f3n de las aleaciones de circonio\u00a0, le ayude.\u00a0Si es as\u00ed,\u00a0danos un me gusta\u00a0en la barra lateral.\u00a0El objetivo principal de este sitio web es ayudar al p\u00fablico a conocer informaci\u00f3n importante e interesante sobre los materiales y sus propiedades.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[53],"tags":[],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v21.2 - https:\/\/yoast.com\/wordpress\/plugins\/seo\/ -->\n<title>\u00bfQu\u00e9 es la composici\u00f3n de las aleaciones de circonio? 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