Zirconium alloys
जिरकोनियम मिश्र धातु जिरकोनियम या अन्य धातुओं के ठोस समाधान हैं, एक सामान्य उपसमूह जिसमें व्यापार चिह्न जिरकालॉय होता है। जिरकोनियम में थर्मल न्यूट्रॉन का बहुत कम अवशोषण क्रॉस-सेक्शन, उच्च कठोरता, लचीलापन और जंग प्रतिरोध होता है। जिरकोनियम मिश्र धातुओं के मुख्य उपयोगों में से एक परमाणु प्रौद्योगिकी में है, परमाणु रिएक्टरों, विशेष रूप से जल रिएक्टरों में ईंधन की छड़ के आवरण के रूप में। परमाणु-श्रेणी के जिरकोनियम मिश्र धातुओं की एक विशिष्ट संरचना 95 वजन प्रतिशत से अधिक जिरकोनियम और 2 प्रतिशत से कम टिन, नियोबियम, लोहा, क्रोमियम, निकल और अन्य धातुएं होती हैं, जिन्हें यांत्रिक गुणों और जंग प्रतिरोध में सुधार के लिए जोड़ा जाता है। रिएक्टर जिरकोनियम मिश्र धातुओं का जल शीतलन ऑक्सीकरण से संबंधित नोडुलर क्षरण के प्रतिरोध की आवश्यकता को बढ़ाता है। इसके अलावा, पानी के साथ जिरकोनियम की ऑक्सीडेटिव प्रतिक्रिया से हाइड्रोजन गैस निकलती है, जो आंशिक रूप से मिश्र धातु में फैलती है और जिरकोनियम हाइड्राइड बनाती है। हाइड्राइड कम घने होते हैं और मिश्र धातु की तुलना में यांत्रिक रूप से कमजोर होते हैं; उनके गठन के परिणामस्वरूप क्लैडिंग में फफोले और दरारें आती हैं-एक घटना जिसे हाइड्रोजन एम्ब्रिटलमेंट के रूप में जाना जाता है। उत्पादन और गुण वाणिज्यिक गैर-परमाणु ग्रेड जिरकोनियम में आम तौर पर हैफनियम का 1-5% होता है, जिसका न्यूट्रॉन अवशोषण क्रॉस-सेक्शन जिरकोनियम का 600 गुना है। इसलिए रिएक्टर अनुप्रयोगों के लिए हाफ्नियम को लगभग पूरी तरह से हटा दिया जाना चाहिए (मिश्र धातु के <0.02% तक कम किया जाना चाहिए)। परमाणु-श्रेणी के जिरकोनियम मिश्र धातुओं में 95 प्रतिशत से अधिक जेडआर होते हैं, और इसलिए उनके अधिकांश गुण शुद्ध जिरकोनियम के समान होते हैं। थर्मल न्यूट्रॉन के लिए अवशोषण क्रॉस सेक्शन जिरकोनियम के लिए 0.18 बार्न है, जो लोहे (2.4 बार्न) और निकल (4.5 बार्न) जैसी सामान्य धातुओं की तुलना में बहुत कम है। सामान्य रिएक्टर-ग्रेड मिश्र धातुओं की संरचना और मुख्य अनुप्रयोगों को नीचे संक्षेप में प्रस्तुत किया गया है। इन मिश्र धातुओं में 0.3% से कम लोहा और क्रोमियम और 0.1-0.14% ऑक्सीजन होता है। ज़िरलो का अर्थ है ज़िरकोनियम का कम ऑक्सीकरण। सूक्ष्म संरचना 1100 केल्विन से कम तापमान पर, जिरकोनियम मिश्र धातु हेक्सागोनल क्रिस्टल परिवार (एचसीपी) से संबंधित हैं। इसकी सूक्ष्म संरचना, रासायनिक हमले से प्रकट होती है, जो एक विडमैनस्टेटन पैटर्न की विशिष्ट सुई जैसी अनाज दिखाती है। चरण संक्रमण तापमान (α-Zr से β-Zr) से नीचे एनीलिंग करने पर अनाज को 3 से 5 माइक्रोन तक अलग-अलग आकारों के साथ समतुल्य किया जाता है। एडमिरल एच. जी. द्वारा जिरकोनियम के चयन के बाद विकास जिरकालॉय 1 विकसित किया गया था। 1940 के दशक के अंत में उच्च प्रवाह क्षेत्र रिएक्टर घटकों के लिए संरचनात्मक सामग्री के रूप में रिकोवर और प्रोटोटाइप पनडुब्बी रिएक्टरों में ईंधन गोली ट्यूब बंडलों के लिए आवरण। चयन ताकत, कम न्यूट्रॉन क्रॉस सेक्शन और जंग प्रतिरोध के संयोजन के कारण था। ज़िरकालोय-2 को अनजाने में ज़िरकालोय-1 को एक क्रूसिबल में पिघलाकर विकसित किया गया था जिसका उपयोग पहले स्टेनलेस स्टील के लिए किया जाता था। नए मिश्र धातु Ni-मुक्त हैं, जिनमें ज़िरकलॉय-4, ज़िरलो और M5 (1 प्रतिशत नियोबियम के साथ) शामिल हैं। जिरकोनियम मिश्र धातु का ऑक्सीकरण जिरकोनियम मिश्र धातु आसानी से ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करती है, जिससे एक नैनोमीटर-पतली निष्क्रियता परत बनती है। मिश्र धातुओं का क्षरण प्रतिरोध काफी हद तक कम हो सकता है जब कुछ अशुद्धियाँ (जैसे। 40 पीपीएम से अधिक कार्बन या 300 पीपीएम से अधिक नाइट्रोजन) मौजूद होते हैं। जिरकोनियम मिश्र धातुओं के क्षरण प्रतिरोध को काले चमकदार जिरकोनियम ऑक्साइड की मोटी निष्क्रियता परत के जानबूझकर विकास द्वारा बढ़ाया जाता है। नाइट्राइड कोटिंग्स का भी उपयोग किया जा सकता है। जबकि इस बात पर कोई सहमति नहीं है कि क्या ज़िरकोनियम और ज़िरकोनियम मिश्र धातु की ऑक्सीकरण दर समान है, ज़िरकलॉय 2 और 4 इस संबंध में बहुत समान व्यवहार करते हैं। ऑक्सीकरण हवा या पानी में समान दर से होता है और परिवेशी स्थिति या उच्च निर्वात में आगे बढ़ता है। सतह पर ज़िरकोनियम डाइऑक्साइड की एक उप-माइक्रोमीटर पतली परत तेजी से बनती है और ऑक्सीजन के आगे के प्रसार और बाद के ऑक्सीकरण को रोकती है। तापमान और दबाव पर ऑक्सीकरण दर आर की निर्भरता को आर = 13.9·पी1/6·एक्सपी (− 1.47/kBT) के रूप में व्यक्त किया जा सकता है ऑक्सीकरण दर आर को यहाँ ग्राम/(सेमी2·सेकण्ड) में व्यक्त किया जाता है; पी वायुमंडल में दबाव है, जो परिवेशी दबाव पर पी1/6 = 1 कारक है; सक्रियण ऊर्जा 1.47 ईवी है; के. बी. बोल्ट्ज़मैन स्थिरांक (8.617 ईवी/के) है और टी केल्विन में पूर्ण तापमान है। इस प्रकार ऑक्सीकरण दर आर 0 डिग्री सेल्सियस पर 10−20 ग्राम प्रति 1 वर्ग मीटर क्षेत्र प्रति सेकंड, 300 डिग्री सेल्सियस पर 6 ग्राम एम-2 एस-1,700 डिग्री सेल्सियस पर 5.4 मिलीग्राम एम-2 एस-1 और 1000 डिग्री सेल्सियस पर 300 मिलीग्राम एम-2 एस-1 है। जबकि ऑक्सीकरण की कोई स्पष्ट सीमा नहीं है, यह कई सौ डिग्री सेल्सियस के तापमान पर मैक्रोस्कोपिक पैमाने पर ध्यान देने योग्य हो जाता है। भाप द्वारा जिरकोनियम का ऑक्सीकरण धातु जिरकोनियम का एक नुकसान यह है कि परमाणु रिएक्टर में शीतलक के नुकसान की स्थिति में दुर्घटना होती है। जिरकोनियम आवरण ऊपर पानी की भाप के साथ तेजी से प्रतिक्रिया करता है। पानी द्वारा जिरकोनियम के ऑक्सीकरण के साथ हाइड्रोजन गैस निकलती है। इस ऑक्सीकरण को उच्च तापमान पर तेज किया जाता है, जैसे। रिएक्टर कोर के अंदर यदि ईंधन संयोजन अब पूरी तरह से तरल पानी से ढके नहीं हैं और अपर्याप्त रूप से ठंडा हैं। धातु जिरकोनियम को फिर पानी के प्रोटॉनों द्वारा निम्नलिखित रेडॉक्स प्रतिक्रिया के अनुसार हाइड्रोजन गैस बनाने के लिए ऑक्सीकृत किया जाता हैः D2O ड्यूटेरियम ऑक्साइड की उपस्थिति में Zr + 2 H2O → ZrO2 + 2 H2 जिरकोनियम आवरण अक्सर अगली पीढ़ी के दबाव वाले भारी जल रिएक्टरों में मध्यस्थ और शीतलक के रूप में उपयोग किया जाता है जो CANDU द्वारा डिजाइन किए गए परमाणु रिएक्टरों का उपयोग ड्यूटेरियम ऑक्साइड भाप के संपर्क में आने पर समान ऑक्सीकरण को व्यक्त करेगाः Zr + 2 D2O → ZrO2 + 2 D2 यह ऊष्माक्षेपी प्रतिक्रिया, हालांकि केवल उच्च तापमान पर होती है, क्षार धातुओं (जैसे सोडियम या पोटेशियम) के समान है। यह पानी द्वारा लोहे के अवायवीय ऑक्सीकरण (एंटोनी लावोइसियर द्वारा अपने प्रयोगों के लिए हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए उच्च तापमान पर उपयोग की जाने वाली प्रतिक्रिया) से भी मिलता-जुलता है। यह प्रतिक्रिया 1979 में थ्री माइल आइलैंड न्यूक्लियर जनरेटिंग स्टेशन के रिएक्टर भवन के अंदर पहली बार देखी गई एक छोटी हाइड्रोजन विस्फोट दुर्घटना के लिए जिम्मेदार थी जिसने नियंत्रण भवन को नुकसान नहीं पहुंचाया था। 11 मार्च, 2011 की आपदा के दौरान संबंधित भूकंप और सुनामी की घटनाओं से रिएक्टर कूलिंग बाधित होने के बाद फुकुशिमा दाइची परमाणु ऊर्जा संयंत्र (जापान) के उबलते पानी के रिएक्टर 1,2 और 3 में भी यही प्रतिक्रिया हुई, जिससे फुकुशिमा दाइची परमाणु आपदा हुई। हाइड्रोजन गैस को रिएक्टर के रखरखाव कक्षों में डाला गया और इसके परिणामस्वरूप वायु ऑक्सीजन के साथ हाइड्रोजन के विस्फोटक मिश्रण में विस्फोट हो गया। विस्फोटों ने बाहरी इमारतों और कम से कम एक नियंत्रण इमारत को गंभीर रूप से क्षतिग्रस्त कर दिया। चेरनोबिल दुर्घटना के दौरान भी प्रतिक्रिया हुई, जब रिएक्टर से भाप निकलने लगी। विस्फोटक सीमा तक पहुँचने से पहले कमरे के तापमान पर हाइड्रोजन और ऑक्सीजन को तेजी से पानी में बदलने के लिए कई पानी से ठंडा रिएक्टर नियंत्रण भवनों में उत्प्रेरक-आधारित निष्क्रिय ऑटोकैटालिटिक पुनर्संयोजक इकाइयाँ स्थापित की जाती हैं। हाइड्राइडों और हाइड्रोजन विघटन का निर्माण उपरोक्त ऑक्सीकरण परिदृश्य में, जारी हाइड्रोजन का 5-20% जिरकोनियम मिश्र धातु आवरण में फैल जाता है जिससे जिरकोनियम हाइड्राइड बनते हैं। हाइड्रोजन उत्पादन प्रक्रिया भी यंत्रवत रूप से छड़ आवरण को कमजोर कर देती है क्योंकि हाइड्राइड में जिरकोनियम या उसके मिश्र धातुओं की तुलना में कम लचीलापन और घनत्व होता है, और इस प्रकार हाइड्रोजन के संचय पर फफोले और दरारें बनती हैं। इस प्रक्रिया को हाइड्रोजन विघटन के रूप में भी जाना जाता है। यह बताया गया है कि हाइड्राइड के भीतर हाइड्रोजन की सांद्रता भी अवक्षेप के न्यूक्लिएशन स्थल पर निर्भर करती है। क्षतिग्रस्त परमाणु रिएक्टर में शीतलक दुर्घटना (एल. ओ. सी. ए.) के नुकसान के मामले में, हाइड्रोजन विघटन उच्च तापमान भाप के संपर्क में आने वाली ईंधन छड़ के जिरकोनियम मिश्र धातु आवरण के क्षरण को तेज करता है। विरूपण जिरकोनियम मिश्र धातुओं का उपयोग परमाणु उद्योग में जिरकोनियम की उच्च शक्ति और कम न्यूट्रॉन अवशोषण क्रॉस-सेक्शन के कारण ईंधन छड़ आवरण के रूप में किया जाता है। यह बनने के दौरान और रिएक्टर दुर्घटना के मामले में उच्च तनाव दर लोडिंग स्थितियों के अधीन हो सकता है। इस संदर्भ में, तनाव दर-निर्भर यांत्रिक गुणों, क्रिस्टलोग्राफिक बनावट और विरूपण विधियों के बीच संबंध, जैसे कि पर्ची और विरूपण जुड़वां। पर्ची जिरकोनियम में कमरे के तापमान पर एक षट्कोणीय निकट-पैक क्रिस्टल संरचना (एचसीपी) होती है, जहां एक प्रिज्मेटिक पर्ची में सबसे कम महत्वपूर्ण हल कतरनी तनाव होता है। स्लिप इकाई कोशिका अक्ष के लिए ऑर्थोगोनल है और इसलिए, θc′ के साथ विरूपण को समायोजित नहीं कर सकता है। पाँच स्वतंत्र पर्ची विधियों को बनाने और एक पॉलीक्रिस्टल में मनमाने ढंग से विरूपण की अनुमति देने के लिए, द्वितीयक विरूपण प्रणालियाँ जैसे कि पिरामिडल विमानों के साथ जुड़वां और पहले क्रम या दूसरे क्रम के पिरामिडल विमानों पर सी + ए स्लिप जेडआर पॉलीक्रिस्टल विरूपण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। इसलिए, बनावट और तनाव दर के एक कार्य के रूप में विरूपण पर्ची और जुड़वां मोड की सापेक्ष गतिविधि विरूपण व्यवहार को समझने में महत्वपूर्ण है। प्रसंस्करण के दौरान अनिसोट्रोपिक विरूपण अंतिम जेडआर भाग की बनावट को प्रभावित करता है; प्रसंस्करण में बनावट नियंत्रण और सेवा में संभावित विफलता मोड की भविष्यवाणी करने के लिए विरूपण जुड़वां और पर्ची की सापेक्ष प्रधानता को समझना महत्वपूर्ण है। Zr में ज्ञात विरूपण प्रणालियों को चित्र 1 में दिखाया गया है। डाइलूट जेडआर मिश्र धातुओं में सबसे कम क्रिटिकल रिज़ॉल्व्ड शियर स्ट्रेस (सी. आर. एस. एस.) के साथ पसंदीदा कमरे का तापमान पर्ची प्रणाली प्रिज्मेटिक पर्ची है। प्रिज्मेटिक पर्ची का सी. आर. एस. एस. अंतरालीय सामग्री के साथ बढ़ता है, विशेष रूप से ऑक्सीजन, कार्बन और नाइट्रोजन, और बढ़ते तापमान के साथ घटता है। उच्च शुद्धता एकल क्रिस्टल Zr में 10−4s−1 की कम तनाव दर पर विकृत एक बेसल पर्ची केवल 550 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर देखी गई थी। कमरे के तापमान पर, बेसल स्लिप को एक प्रिज्मेटिक स्लिप के लिए एक सेकेंडरी स्लिप सिस्टम के रूप में छोटी मात्रा में देखा जाता है, और उच्च तनाव दर लोडिंग के दौरान बढ़ावा दिया जाता है। Zr के कमरे के तापमान विरूपण अध्ययनों को कभी-कभी नजरअंदाज कर दिया जाता है और कमरे के तापमान पर मैक्रोस्कोपिक तनाव-तनाव प्रतिक्रिया को प्रभावित नहीं करने के लिए दिखाया गया है। हालांकि, वाणिज्यिक शुद्धता Zr में एकल क्रिस्टल कमरे के तापमान माइक्रोकैंटिलीवर परीक्षणों से पता चलता है कि एक बेसल पर्ची में प्रिज्मेटिक पर्ची की तुलना में केवल 1.3 गुना अधिक CRSS होता है, जो एक अनुकूल तनाव स्थिति को देखते हुए पॉलीक्रिस्टल विरूपण में महत्वपूर्ण सक्रियण का संकेत देगा। प्रथम क्रम में एक पिरामिडल पर्ची में एक प्रिज्मेटिक पर्ची की तुलना में 3.5 गुना अधिक सी. आर. एस. एस. होता है। दूसरे क्रम के पिरामिडल विमानों पर पर्ची शायद ही कभी Zr मिश्र धातुओं में देखी जाती है, लेकिन आमतौर पर प्रथम क्रम की पिरामिडल पर्ची देखी जाती है। जेन्सेन और बैकॉफेन ने सी अक्ष लोडिंग के दौरान विमानों पर सी + ए विस्थापन के साथ स्थानीय अपरूपण पट्टियों का अवलोकन किया, जिससे कमरे के तापमान पर नमनीय अस्थिभंग हो गया, लेकिन यह पर्ची तल नहीं है क्योंकि सी + ए वेक्टर विमानों में नहीं होते हैं। विरूपण जुड़वां विरूपण जुड़वां एक क्रिस्टलीय सामग्री में एक समन्वित कतरनी परिवर्तन पैदा करता है। जुड़वां प्रकारों को या तो संकुचन (सी1, सी2) या विस्तार (टी1, टी2) जुड़वां के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है, जो षट्कोणीय निकट-पैक (एचसीपी) इकाई कोशिका के <सी> अक्ष को संकुचित करने या विस्तारित करने के लिए तनाव को समायोजित करते हैं। जुड़वां को क्रिस्टलीय रूप से इसके जुड़वां तल K1, जुड़वां और मूल सामग्री में दर्पण तल, और η1, जो जुड़वां कतरनी दिशा है, द्वारा परिभाषित किया जाता है। जेडआर में विरूपण जुड़वां आम तौर पर लेंटिकुलर आकार के होते हैं, जो η1 दिशा में लंबे होते हैं और के1 तल के साथ सामान्य रूप से मोटे होते हैं। जुड़वां तल, कतरनी दिशा और कतरनी तल एक ऑर्थोगोनल सेट के आधार वैक्टर बनाते हैं। मूल और जुड़वां के बीच अक्ष-कोण गलत अभिविन्यास संबंध अपरूपण तल की सामान्य दिशा पी के बारे में कोण का एक घूर्णन है। अधिक आम तौर पर, जुड़वां को एक अक्ष (η1 या K1 सामान्य दिशा) के बारे में 180° घूर्णन, या एक तल (K1 या η1 सामान्य तल) में दर्पण प्रतिबिंब के रूप में वर्णित किया जा सकता है। जिरकोनियम में प्रमुख जुड़वां प्रकार K1 = {101n2} η1 = <101n1> (T1) जुड़वां है, और इस {101n2} <101n1> जुड़वां के लिए, चार परिवर्तनों के बीच कोई अंतर नहीं है, क्योंकि वे समकक्ष हैं। एचसीपी क्रिस्टल संरचना में समरूपता के कारण, प्रत्येक प्रकार के लिए छह क्रिस्टलोग्राफिक रूप से समतुल्य जुड़वां रूप मौजूद हैं। अनाज में एक ही प्रकार के विभिन्न जुड़वां रूपों को मूल के लिए उनके अक्ष-कोण भटकाव से अलग नहीं किया जा सकता है, जो एक जुड़वां प्रकार के सभी रूपों के लिए समान हैं। फिर भी, उन्हें लोडिंग अक्ष के संबंध में उनके पूर्ण अभिविन्यास का उपयोग करके अलग किया जा सकता है, और कुछ मामलों में (विभाजन तल के आधार पर), जुड़वां सीमा निशान। किसी भी नमूने में गठित प्राथमिक जुड़वां प्रकार तनाव की स्थिति और दर, तापमान और क्रिस्टल अभिविन्यास पर निर्भर करता है। मैक्रोस्कोपिक नमूनों में, यह आम तौर पर लोडिंग अक्ष और दिशा के साथ संयुक्त क्रिस्टलोग्राफिक बनावट, अनाज के आकार और प्रतिस्पर्धी विरूपण मोड (यानी, विस्थापन पर्ची) से दृढ़ता से प्रभावित होता है। टी1 जुड़वां प्रकार कमरे के तापमान और अर्ध-स्थिर तनाव दरों पर हावी होता है। तरल नाइट्रोजन तापमान पर मौजूद जुड़वां प्रकार हैं {112 n2} Â112 n3 Â (C1 जुड़वां) और {101 n2} Â 101 n1Â (T1 जुड़वां)। एक अन्य प्रकार के द्वितीयक जुड़वाँ प्राथमिक जुड़वाँ के अंदर बन सकते हैं क्योंकि क्रिस्टल को लोडिंग अक्ष के संबंध में पुनर्निर्देशित किया जाता है। सी2 कम्प्रेसिव ट्विन सिस्टम (C2 कम्प्रेसिव ट्विन सिस्टम) केवल उच्च तापमान पर सक्रिय है, और 550 डिग्री सेल्सियस पर विरूपण के दौरान बेसल स्लिप की वरीयता में सक्रिय होता है। विरूपण मोड पर लोडिंग स्थितियों का प्रभाव कास्चनर और ग्रे का मानना है कि उपज तनाव 0.001 s−1 और 3500 s−1 की सीमा में बढ़ती तनाव दर के साथ बढ़ता है, और उपज तनाव में तनाव दर संवेदनशीलता तब अधिक होती है जब बेसल प्लेन की तुलना में मुख्य रूप से प्रिज्मेटिक प्लेन के साथ बनावट घटकों के साथ एक अक्षीय रूप से संपीड़ित किया जाता है। वे निष्कर्ष निकालते हैं कि प्रवाह तनाव की दर संवेदनशीलता पर्ची-प्रधान विरूपण के दौरान कम सममिति धातुओं में विस्थापन गति को रोकने वाले पियर्स बलों के अनुरूप है। यह कमरे के तापमान विरूपण के प्रारंभिक चरणों में मान्य है, जो आमतौर पर Zr में फिसलन-प्रधान होता है। मुख्य रूप से प्रिज्मेटिक विमानों के साथ बनावट घटकों के साथ संपीड़ित नमूने मुख्य रूप से बेसल विमानों के साथ बनावट घटकों की तुलना में कम तनाव पर उपज देते हैं, जो <c + a> पिरामिडल पर्ची के लिए <a> प्रिज्मेटिक पर्ची की तुलना में उच्च महत्वपूर्ण समाधान कतरनी तनाव के अनुरूप है। कमरे के तापमान के विकृत जिरकोनियम के संचरण इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी अध्ययन में, मैककेब एट अल। प्रिज्मेटिक बनावट वाले नमूनों में केवल <a> विस्थापन देखे गए, जिन्हें प्रिज्मेटिक विमानों पर स्थित माना जाता था। कमरे के तापमान पर बेसल बनावट वाले नमूनों में <a> (प्रिज्मेटिक) और <112 n 3 n> <c + a> ({101 n 1} पिरामिडल) पर्ची दोनों देखी गईं, लेकिन तरल नाइट्रोजन तापमान पर एक ही नमूने में केवल <a> अव्यवस्थाएं देखी गईं। अर्ध-स्थिर तनाव दरों पर, मैककेब एट अल। लोडिंग अक्ष के साथ एक प्रिज्मेटिक बनावट घटक के साथ एक प्लेट दिशा के साथ संपीड़ित नमूनों में केवल T1 जुड़वां देखा गया। उन्होंने बेसल बनावट के साथ 25 प्रतिशत तनाव तक संपीड़ित नमूनों में टी1 जुड़वां नहीं देखा। कास्चनर और ग्रे का मानना है कि उच्च तनाव दर (3000s−1) पर विरूपण अर्ध-स्थिर तनाव दर की तुलना में अधिक जुड़वां पैदा करता है, लेकिन सक्रिय जुड़वां प्रकारों की पहचान नहीं की गई थी। कैपोलुंगो एट अल। एक नमूने के भीतर अनाज अभिविन्यास के एक कार्य के रूप में जुड़वां का अध्ययन किया गया। उन्होंने मैक्रोस्कोपिक लागू तनाव दिशा का उपयोग करके एक वैश्विक श्मिड कारक की गणना की। उन्होंने स्थानीय अंतरग्रैनुलर अंतःक्रियाओं पर विचार किए बिना किसी भी अनाज पर हल किए गए कतरनी तनाव को पाया, जो तनाव की स्थिति को बदल सकता है। उन्होंने पाया कि हालांकि अधिकांश जुड़वाँ बच्चे वैश्विक श्मिड कारक के अनुसार जुड़वाँ बच्चों के लिए अनुकूल रूप से उन्मुख अनाज में पाए जाते हैं, लेकिन लगभग 30 प्रतिशत अनाज जो जुड़वाँ बच्चों के लिए प्रतिकूल रूप से उन्मुख थे, उनमें अभी भी जुड़वाँ बच्चे हैं। इसी तरह, मौजूद जुड़वां हमेशा उच्चतम वैश्विक श्मिड कारक संस्करण के नहीं थे, जिसमें उच्चतम श्मिड कारक संस्करण पर केवल 60 प्रतिशत जुड़वां थे। इसे अनाज या अनाज की सीमाओं में स्थानीय तनाव स्थितियों पर एक मजबूत निर्भरता के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है, जिसे प्रयोगात्मक रूप से मापना मुश्किल है, विशेष रूप से उच्च तनाव दर पर। क्नेज़ेविक एट अल। स्लिप और ट्विनिंग सिस्टम की दर और तापमान संवेदनशीलता का अध्ययन करने के लिए एक स्व-सुसंगत विस्कोप्लास्टिक मॉडल के लिए उच्च-शुद्धता पॉलीक्रिस्टलाइन जेडआर के प्रायोगिक डेटा को फिट किया गया। उन्होंने पाया कि 10−3 और 103s−1 के बीच तनाव दर के लिए कमरे के तापमान पर T1 ट्विनिंग प्रमुख पर्ची प्रणाली थी। बेसल स्लिप ने 400 डिग्री सेल्सियस से नीचे विरूपण में योगदान नहीं दिया। जुड़वां को दर असंवेदनशील पाया गया, और पर्ची की दर संवेदनशीलता तनाव दर के एक कार्य के रूप में जुड़वां व्यवहार में परिवर्तन की व्याख्या कर सकती है। टी1 जुड़वां अर्ध-स्थिर और उच्च-दर लोडिंग दोनों के दौरान होता है। टी2 जुड़वां केवल उच्च दर लोडिंग पर होता है। टी1 और टी2 जुड़वां के समान क्षेत्र अंश उच्च तनाव दर पर सक्रिय होते हैं, लेकिन टी2 जुड़वां अपने उच्च जुड़वां कतरनी के कारण अधिक प्लास्टिक विरूपण ले जाता है। टी1 जुड़वाँ जुड़वाँ तल के साथ लंबा होने की वरीयता में असंगत सीमा निशान के साथ मोटे हो जाते हैं, और कुछ मामलों में, लगभग पूरे मूल अनाज का उपभोग करते हैं। टी1 जुड़वाँ के कई प्रकार एक ही दाने में नाभिकीय हो सकते हैं, और जुड़वां नोकों को अनाज के अंदरूनी हिस्सों में चुटकी दी जाती है। दूसरी ओर, टी2 जुड़वां अधिमानतः मोटे होने के बजाय लंबे होते हैं, और सीमा से सीमा तक फैले एक ही प्रकार की समानांतर पंक्तियों में नाभिकीय होते हैं। 97.0% के व्यावसायिक रूप से शुद्ध जिरकोनियम (CP-Zr) के लिए, बेसल, एक पिरामिडल, और एक पिरामिडल स्लिप सिस्टम दोनों अर्ध-स्थिर और उच्च तनाव दर लोडिंग पर सामान्य दिशा (ND) के साथ कमरे के तापमान संपीड़न पर हावी होते हैं, जो उच्च शुद्धता पॉलीक्रिस्टलाइन और एकल क्रिस्टल Zr में नहीं देखा जाता है। अक्ष अनुप्रस्थ दिशा (टीडी) विरूपण में, प्रिज्मेटिक और पिरामिडल पर्ची प्रणालियाँ प्रमुख हैं। पिरामिडल और बेसल स्लिप सिस्टम वर्तमान में साहित्य में रिपोर्ट की गई तुलना में अधिक प्रचलित हैं, हालांकि ऐसा इसलिए हो सकता है क्योंकि पारंपरिक विश्लेषण मार्ग आसानी से पिरामिडल स्लिप की पहचान नहीं करते हैं। बेसल स्लिप सिस्टम को बढ़ावा दिया जाता है, और अर्ध-स्थिर तनाव दर (क्यू. एस.) लोडिंग की तुलना में एक प्रिज्मेटिक स्लिप को उच्च तनाव दर (एच. आर.) पर दबाया जाता है। यह लोडिंग एक्सिस टेक्सचर (एन. डी./टी. डी.) से स्वतंत्र है। अनुप्रयोग जिरकोनियम मिश्र धातु जंग प्रतिरोधी और जैव-संगत हैं, और इसलिए शरीर प्रत्यारोपण के लिए उपयोग किया जा सकता है। एक विशेष अनुप्रयोग में, एक Zr-2.5Nb मिश्र धातु को घुटने या कूल्हे के प्रत्यारोपण में बनाया जाता है और फिर पॉलीइथिलीन घटक के खिलाफ असर में उपयोग के लिए एक कठोर चीनी मिट्टी की सतह का उत्पादन करने के लिए ऑक्सीकरण किया जाता है। यह ऑक्सीकृत जिरकोनियम मिश्र धातु सामग्री एक सिरेमिक (कम घर्षण और घर्षण प्रतिरोध में वृद्धि) के लाभकारी सतह गुण प्रदान करती है, जबकि अंतर्निहित धातु (विनिर्माण क्षमता, फ्रैक्चर कठोरता और लचीलापन) के लाभकारी थोक गुणों को बनाए रखते हुए, इन चिकित्सा प्रत्यारोपण अनुप्रयोगों के लिए एक अच्छा समाधान प्रदान करती है। शीत युद्ध की समाप्ति के बाद परमाणु विसैन्यीकरण के कारण रूस में जिरकोनियम की मांग में कमी के परिणामस्वरूप चित्र में दिखाए गए वोदका शॉट ग्लास जैसे घरेलू जिरकोनियम वस्तुओं का विदेशी उत्पादन हुआ। संदर्भ भी देखें "परमाणु उद्योग में जिरकोनियम" नामक समर्पित सम्मेलन के लिए गूगल पुस्तकों के खोज परिणाम फुकुशिमा परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का निर्माण गूगल पुस्तकों के खोज परिणाम स्टिथ, ताई। विज्ञान, पनडुब्बी और रहस्यः अल्बानी अनुसंधान केंद्र के अतुल्य प्रारंभिक वर्ष। संयुक्त राज्य अमेरिका, आउल रूम प्रेस आईएसबीएन 9781735136646। जिरकोनियम मिश्र धातु परमाणु सामग्री