중성자를 흡수하지 않고 내열성 및 내식성이 있기 때문에 지르코늄 합금은 종종 원자력 발전소 파이프, 연료봉 클래딩 및 구조 부품에서 발견됩니다. 내열성 특성으로 인해 우주선, 제트 엔진 및 가스터빈 부품에서 발견됩니다. 지르콘은 다이아몬드와 비슷한 준보석으로도 알려져 있습니다. 큐빅 지르코니아도 훨씬 훨씬 저렴합니다.

니오븀은 우주 및 항공우주 응용 분야에서도 사용됩니다. 이 형태로 건설, 해상 플랫폼, 석유 및 가스 파이프라인 및 매니폴드를 위한 구조적 재료에서 발견됩니다. 초전도 특성을 지닌 니오븀은 전자 및 NMR 및 MRI 스캐너와 같은 의료 영상 장비에 사용되는 자석에서 널리 사용되며, 종종 지르코늄과 함께 사용됩니다.

그 산화물은 유리의 굴절률을 증가시켜 안경 렌즈를 더 얇게 만들 수 있습니다. 생리적으로 불활성이고 저자극성인 심장 박동 조절기 및 기타 의학적 영향과 같은 장치에는 니오븀 합금이 포함되어 있습니다. 표면 코팅은 골유합의 속도와 성공에 도움이 되는 다공성 상단 층을 만드는 데 사용할 수 있습니다.

표면에 형성되는 유전체 산화물 층과 다른 구성 요소에 얇게 코팅할 수 있는 능력으로 인해 탄탈럼은 매우 효과적이고 작은 용량의 커패시터가 될 수 있습니다. 이 형태로 휴대전화 및 기타 전자 장치에 사용됩니다. 그리고 다른 밸브 금속과 동일한 강화 특성을 공유하므로 종종 콩코드 항공기 노즈 콘, 로켓 노즐 및 터빈 블레이드에 사용되었습니다. 탄탈럼은 또한 무독성이며 포유류에게 면역 반응을 일으키지 않기 때문에 수술용 임플란트에서도 발견됩니다.

밸브 금속을 위한 표면 엔지니어링 기술

일반적으로 인상적인 성능 특성에도 불구하고 밸브 금속에는 몇 가지 약점이 있습니다. 예를 들어, 900도 섭씨 이상의 고온 조건에서 지르코늄 합금은 물과 반응하여 수소 가스를 생성하고 핵연료봉 클래딩을 분해합니다.

니오븀의 고유한 특성으로 인해 매우 까다로운 많은 응용 분야에서 성능을 발휘할 수 있습니다. 그러나 400도 섭씨 이상의 온도에 노출되면 산화되어 취성이 생깁니다. 매우 불활성이어서 대부분의 산과 알칼리에 내성이 있는 탄탈럼은 가열된 알칼리, 뜨거운 황산 및 불산에 의해 부식될 수 있습니다.

보다 일반적인 경금속이 강화되는 것과 같은 방식으로, 밸브 금속에 의해 나타나는 이러한 화학적 및 기계적 결함은 쉽게 해결할 수 있습니다. 표면 코팅은 특정 부식성 물질로부터 보호하고, 추가적인 열 보호를 제공하며, 다른 성능 개선을 제공하는 첨가제로 시딩할 수 있습니다.

한 가지 접근 방식은 플라스마 전해 산화(PEO)와 같은 고급 표면 코팅 기술을 적용하는 것입니다. 이는 전해질 욕조와 플라스마를 사용하여 잘 알려진 경금속과 밸브 금속 모두에 세라믹과 같은 코팅을 형성합니다. PEO에서 파생된 코팅은 원래 금속과 금속 합금 및 기본 산화물 코팅에는 없는 많은 유익한 특성을 가지고 있습니다. Jewellok의 연구자들은 모든 밸브 금속의 성능을 독특하게 개선하는 독특한 코팅을 개발하는 데 있어 광범위한 경험을 가지고 있습니다.