{"id":116067,"date":"2022-05-09T12:02:01","date_gmt":"2022-05-09T11:02:01","guid":{"rendered":"https:\/\/material-properties.org\/que-sont-les-alliages-de-zirconium-application-et-utilisations-definition\/"},"modified":"2022-05-13T08:23:39","modified_gmt":"2022-05-13T07:23:39","slug":"que-sont-les-alliages-de-zirconium-application-et-utilisations-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/material-properties.org\/fr\/que-sont-les-alliages-de-zirconium-application-et-utilisations-definition\/","title":{"rendered":"Que sont les alliages de zirconium – Application et utilisations – D\u00e9finition"},"content":{"rendered":"

Le zirconium et ses alliages sont largement utilis\u00e9s comme gaine pour les combustibles des r\u00e9acteurs nucl\u00e9aires.\u00a0Les alliages de zirconium sont \u00e9galement souvent les mat\u00e9riaux de choix pour les \u00e9changeurs de chaleur et les syst\u00e8mes de tuyauterie pour les industries chimiques et nucl\u00e9aires<\/div><\/div><\/span><\/p>\n

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\"Assemblage<\/a>
Assemblage combustible typique<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

Le zirconium pur est un m\u00e9tal de transition brillant, gris-blanc et solide qui ressemble \u00e0 l’hafnium et, dans une moindre mesure, au titane.\u00a0Le zirconium est principalement utilis\u00e9 comme r\u00e9fractaire et opacifiant, bien que de petites quantit\u00e9s soient utilis\u00e9es comme agent d’alliage pour sa forte r\u00e9sistance \u00e0 la corrosion.\u00a0<\/span>Le zirconium et ses alliages<\/span><\/strong>\u00a0sont largement utilis\u00e9s comme\u00a0<\/span>gaine pour les combustibles des r\u00e9acteurs nucl\u00e9aires<\/span><\/strong><\/a>.\u00a0Le zirconium alli\u00e9 au niobium ou \u00e0 l’\u00e9tain poss\u00e8de d’\u00a0<\/span>excellentes propri\u00e9t\u00e9s de corrosion<\/span><\/strong>.\u00a0La haute r\u00e9sistance \u00e0 la corrosion des alliages de zirconium r\u00e9sulte de la formation naturelle d’un oxyde dense et stable \u00e0 la surface du m\u00e9tal.\u00a0Ce film est auto-cicatrisant, il continue \u00e0 se d\u00e9velopper lentement \u00e0 des temp\u00e9ratures allant jusqu’\u00e0 environ 550 \u00b0C (1020 \u00b0F) et il reste fermement adh\u00e9rent.<\/span><\/p>\n

En termes de co\u00fbt, ces alliages sont \u00e9galement souvent les mat\u00e9riaux de choix pour\u00a0<\/span>les \u00e9changeurs de chaleur<\/span><\/a>\u00a0et les syst\u00e8mes de tuyauterie pour les industries chimiques et nucl\u00e9aires.\u00a0Le zirconium est un sous-produit de l’extraction et du traitement des min\u00e9raux de titane, ainsi que de l’extraction de l’\u00e9tain.\u00a0De 2003 \u00e0 2007, alors que les prix du minerai de zircon ont augment\u00e9 r\u00e9guli\u00e8rement de 360 \u200b\u200b$ \u00e0 840 $ la tonne, le prix du m\u00e9tal zirconium brut a diminu\u00e9 de 39\u00a0900 $ \u00e0 22\u00a0700 $ la tonne.\u00a0Le zirconium m\u00e9tal est beaucoup plus cher que le zircon car les\u00a0<\/span>proc\u00e9d\u00e9s de r\u00e9duction sont co\u00fbteux<\/span><\/strong>.\u00a0Tous les co\u00fbts varient consid\u00e9rablement avec une certaine puret\u00e9.<\/span><\/p>\n

Alliages de zirconium dans l’industrie nucl\u00e9aire<\/span><\/h2>\n
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La gaine de combustible a typiquement un rayon int\u00e9rieur de rZr,2 = 0,408 cm et un rayon ext\u00e9rieur rZr,1 = 0,465 cm.<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

La gaine de combustible<\/span><\/strong>\u00a0est la couche externe des barres de combustible, situ\u00e9e entre le\u00a0<\/span>caloporteur du r\u00e9acteur<\/span><\/strong>\u00a0et le\u00a0<\/span>combustible nucl\u00e9aire<\/span><\/strong><\/a> (c’est-\u00e0-dire\u00a0<\/span>les pastilles de combustible<\/span><\/strong><\/a>).\u00a0Il est constitu\u00e9 d’un mat\u00e9riau r\u00e9sistant \u00e0 la corrosion \u00e0 faible section efficace d’absorption des\u00a0<\/span>neutrons thermiques<\/span><\/a> (~ 0,18 \u00d7 10\u00a0<\/span>24<\/span><\/sup> cm<\/span>2<\/span><\/sup>), g\u00e9n\u00e9ralement en\u00a0<\/span>alliage de zirconium<\/span><\/strong>.\u00a0La gaine de combustible a typiquement un rayon int\u00e9rieur de <\/span>r<\/span>Zr,2<\/span><\/sub>\u00a0= 0,408 cm<\/span><\/strong> et un rayon ext\u00e9rieur\u00a0<\/span>r<\/span>Zr,1<\/span><\/sub> = 0,465 cm<\/span><\/strong>.\u00a0Par rapport aux pastilles de combustible, il n’y a presque pas de g\u00e9n\u00e9ration de chaleur dans la gaine de combustible (la gaine est <\/span>l\u00e9g\u00e8rement chauff\u00e9e par rayonnement<\/span><\/a>).\u00a0Toute la chaleur g\u00e9n\u00e9r\u00e9e dans le combustible doit \u00eatre transf\u00e9r\u00e9e par <\/span>conduction<\/span><\/strong> \u00e0 travers la gaine et, par cons\u00e9quent, la surface int\u00e9rieure est plus chaude que la surface ext\u00e9rieure.<\/span><\/p>\n

La propri\u00e9t\u00e9 recherch\u00e9e de ces alliages est \u00e9galement une\u00a0<\/span>faible section efficace de capture neutronique<\/span><\/strong><\/a>.\u00a0Les inconv\u00e9nients du zirconium sont des propri\u00e9t\u00e9s de faible r\u00e9sistance et une faible r\u00e9sistance \u00e0 la chaleur, qui peuvent \u00eatre \u00e9limin\u00e9es, par exemple, en s’alliant avec du niobium.<\/span><\/p>\n