● 摘要
锆在核工业，其它军工领域、医疗卫生领域以及重要高新技术产业部门不可缺少的材料。在工业生产中，为了获得有延性的金属锆需要经历一系列繁琐和复杂的工艺流程，在人力、设备、能量、维护成本上均存在较大的消耗。利用活泼金属直接还原锆氧化物具有流程简短、设备结构简单等现有工艺不可比拟的优势，具有良好的应用前景。本课题探究通过在氯化钙熔盐中以Ca为还原剂直接还原的ZrO2的短流程方法制备金属锆粉的工艺流程，并研究了若干反应条件对产物的影响与相关机理。利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）等测试方法分析了产品的物相、形貌，研究了不同反应条件对锆粉形貌和杂质含量以及产品粒度的影响。实验发现在900℃温度下保温3小时，添加理论生成CaO物质的量400%的CaCl2，Ca过量40%的条件下，即可获得O含量 0.22wt%，Ca含量0.28wt%，粒度50μm的锆粉，兼顾产物纯度、粒度要求和经济性。在还原纯金属工艺的基础上，发展出TiZr合金新的制备工艺：采用相同的还原剂熔盐体系将按比例添加的TiO2、ZrO2进行一次性还原制得成分可控的TiZr合金粉末，氧含量为0.20wt%；并配合粉末冶金工艺制得有韧性的致密钛锆合金。