锆及锆合金具有很小的热中子俘获截面、优异的性、良好的可加工性、适中的机械强度等，被广泛应用于核工业及化学工业中。在核工业中，锆合金主要用作核燃料的包壳 材料、核反应堆的结构材料、   防护的屏蔽材料等；在化学工业中，主要被用于反应釜、阀门、耐酸泵、喷嘴、容器、管道等对材料性能有较的设备和部件中。目前，国内对锆及锆合金的   主要集中在合金的、力学性能和性能等方面，而对其   铸造及熔炼工艺的   较少。由于锆是 活性金属，可调节顶托在高温下   易被污染，因此为了提高国产锆材质量，满足   核电和化工等行业的需求，   锆及锆合金   铸造及熔炼过程中与柑锅材料的界面反应是 铸件和铸锭质量的重要环节。

　　对高活性金属与耐火材料界面反应的   多以钦合金为主，对锆合金与耐火材料界面反应的相关   报道较少。锆与钦同处元素周期表的第IVB族，同为高活性金属，二者具有很多相似的物理、化学性质。因此，结合钦合金铸造用耐火材料的   进展，分析锆合金   铸造及熔炼用耐火材料的   现状，并在此基础上讨论将BaZr03用于锆及锆合金熔炼的可行性。

　　合金   铸造用耐火材料

　　   铸造是 指将金属熔化后浇铸到以耐火材料制成的型壳 内部，待金属凝固后脱模清砂而获得所需的合金制品。利用   铸造技术可以铸造形状复杂的铸件，且成形后接近于零件的   终形状。但是 ，由于铸造时型壳 要与合金熔体直接接触，因此，像锆及锆合金这样熔点高、化学活性强的金属，型壳 材料的选择是 铸件质量的关键。

　　锆及锆合金熔点为(1 852 ±10)℃，且高温下化学活性很大，熔融状态下能与绝大部分耐火材料发生反应，导致合金表面形成一层污染层。为此，选择不与锆熔体发生反应的耐火材料作为   铸造用型壳 ，是 获得   锆铸件的关键。可用于锆及锆合金   铸造的耐火材料主要有石墨、难熔金属、难熔化合物、氧 化物等。

　　1. 石墨

　　石墨与钦、锆等活泼金属反应较微弱，早在20世纪50年代西方   已利用石墨型壳 生产锆铸。然而，石墨型壳 也存在一些缺点，例如，大约在430℃左右便开始氧 化，并且吸附气体，盘式脚手架配件需要在真空炉内高温除气后再进行浇铸；另一方面，石墨热导率高，容易产生激冷，易使铸件表面出现微裂纹。   铸造时锆熔体与石墨型壳 的界面反应，由于石墨孔隙率高，冷却，退让性差，锆合金试样表面出现了明显的冷隔和裂纹，锆与石墨型壳 的污染层厚度约20μm。也   了类似的   成果。此外，C元素对锆合金的性能   为不利，这也限制了石墨材料在锆合金   铸造方面的应用。

　　2.难熔金属

　　Mo， Ta， W， Nb等具有较高熔点的难熔金属对钦、锆类活泼金属有较好的稳定性，可被用于制作   铸造用型壳 的面层。在型壳 制备过程中，一般是 在陶瓷表面形成一层钨或钨的氧 化物面层，从而降低熔融金属与型壳 的反应。目前，利用这种工艺制备的型壳 主要被应用于钦及钦合金的   铸造。钨的化合物对陶瓷型壳 进行渗透，然后在还原性气氛下焙烧，将钨的化合物还原，从而在耐火材料表面包覆钨，进而避免钦在高温下与耐火材料的反应。但是 ，这种钨面层型壳 也存在一些不足，例如   采用溶剂脱蜡方式制作型壳 ，会对环境和人体健康造成危害；另外，脱蜡后沉积在型壳 表面的模料容易与金属发生反应，在铸件表面生成气孔。

　　3.难熔化合物

　　难熔化合物包括碳化物、硼化物、硫化物、氮化物等。由于这些难熔化合物在空气中易氧 化，因此用作型壳 材料时，焙烧需在真空下进行。BN是 一种性能优异的特种耐火材料，对热压BN与TiNi合金的界面反应情况进行   时发现，B元素和N元素在TiNi熔体中的扩散较为严重，混入后会导致合金脆化。熔融锆在ZrC ， HfC ， ZrN等多种难熔化合物压片上的润湿性实验，   了它们 之间的界面反应，ZrN与Zr之间发生化学反应生成了新的物相，其它难熔化合物与熔融锆之间虽然没有出现明显的过渡区，但发生了元素扩散。因此，能否将难熔金属和难熔化合物用于锆合金的   铸造中还需要进一步的   。

　　4.氧 化物

　　氧 化物是 目前   铸造件技术中应用   广泛的型壳 材料。氧 化物作为型壳 材料有很大的优越性，一方面其导热率低，保温性好，可降低合金熔液的冷却速度，熔液   的充型；另一方面氧 化物在烧结过程中不会被氧 化，无需真空或气氛保护，也不易吸附气体，在高温下对熔融金属有   的化学稳定性。工业上常用的氧 化物陶瓷种类很多，但大都不适于用作钦、锆这类活泼金属的铸型材料。目前，   较多的用于活泼金属的铸型材料包括AlZ 03、CaO， ZrOZ、Yz 03等。