순수 지르코늄 : Zirconium 702(ZR 702)

안녕하세요. 주식회사 동아특수금속입니다. Zirconium 702(ZR 702)는 상업적으로 가장 널리 사용되는 순수 지르코늄 소재로, 높은 내식성과 우수한 기계적 성질을 동시에 갖춘 산업용 금속입니다. 99.2% 이상의 고순도 지르코늄으로 구성되어 있으며, 잔류 불순물로는 철(Fe), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 하프늄(Hf) 등이 극소량 포함되어 있어, 안정된 내화학성을 구현합니다. 특히 하프늄의 함량이 4.5% 이하로 제한되면서 원자력 등 특수 응용에도 적합한 등급으로 분류됩니다.

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Zirconium 702 Pipes

 

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ZR 702는 밀도가 약 6.51 g/cm³로 비교적 가볍고, 융점이 1852°C에 달하는 고융점 금속입니다. 연신율이 20% 이상으로 뛰어난 연성과 가공성을 가지며, 인장 강도는 약 379 MPa, 항복 강도는 약 207 MPa에 이릅니다.

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열전도율과 전기전도율은 중간 수준이며, 용접성과 가공성이 뛰어나 다양한 형태의 부품 가공에 적합합니다. 또한, 저온과 고온 모두에서 기계적 안정성이 우수하여 다양한 공정 환경에 대응할 수 있습니다.

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ZR 702의 가장 두드러진 특징은 탁월한 내식성입니다. 황산, 염산, 인산, 유기산 등 강한 산에 대한 내성이 높고, 해수나 습식 염기 환경에서도 부식이 거의 발생하지 않아 화학 산업 및 해양 산업에서 중점적으로 사용됩니다. 특히 고온 수증기 및 산화 환경에서도 산화막이 안정적으로 유지되어 장기간의 내구성을 보장하며, 이로 인해 원자력 분야에서도 압력용기, 피복재 등의 구조재로 활용됩니다.

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ZR 702는 화학 공정 장비, 반응기, 열교환기, 배관 시스템, 밸브, 펌프 라이닝 등 고내식성이 요구되는 장비의 주요 소재로 사용됩니다. 또한 원자력 발전소에서는 연료봉 피복재 및 열전달 부품으로서 방사선 환경에서도 안정된 성능을 제공합니다. 최근에는 반도체 및 디스플레이 산업에서 고순도 환경에서의 내화학성 소재로 채택되며, 특히 식각 공정과 화학 증착(CVD) 장비 부품에 채용되고 있습니다.

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지르코늄은 희소금속으로 분류되며, 채굴 및 정제 공정에서 높은 비용과 환경 부담이 수반되기 때문에 스크랩 재활용이 점차 중요한 전략으로 부상하고 있습니다. ZR 702는 고순도 형태로 공급되는 만큼, 가공 중 발생하는 절삭 스크랩이나 사용 후 부품을 회수하여 재용해하는 기술이 발전하고 있으며, 이는 공급 안정성과 자원 순환에 큰 기여를 합니다. 특히 원자력 및 반도체 산업에서 폐자재 회수 및 리사이클링 공정이 경제성과 환경성을 동시에 충족하는 방식으로 확대되고 있습니다.

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구분	Zr 702 (CP)	Zircaloy-4	Zr 705
합금 성분	≥99.2% Zr (순수 지르코늄)	Zr + Sn(1.5%) + Fe + Cr	Zr + Nb(2.0~2.5%)
주요 특성	고순도, 탁월한 내식성, 저강도	고온·고압 환경에 강함, 수소 흡수 낮음	고강도, 우수한 내식성과 내산화성
적용 분야	화학 공정 설비, 열교환기, 반도체 공정	원자력 연료 피복관, 냉각수계 부품	원자력, 열교환기, 산업용 압력 용기
기계적 강도	낮음	중간	높음
내식성	매우 우수	우수	우수

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Zr 702, Zircaloy-4, Zr 705는 모두 내식성과 고온 안정성이 뛰어나 다양한 산업 분야에서 활용되는 지르코늄 합금들이며, 각각 화학 공정, 원자력, 고강도 산업 설비 등에서 특화된 역할을 담당합니다. 또한, 이들 지르코늄 합금은 고가의 소재인 만큼 재활용 가치가 매우 크며, 이를 통해 자원 절감과 함께 환경적 부담을 줄이는 지속가능한 금속 순환체계가 실현되고 있습니다.

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ZR 702는 지르코늄 합금 중 가장 범용성이 높은 소재로, 다양한 산업에서 신뢰성과 안정성을 검증받은 고기능성 금속입니다. 화학, 해양, 원자력, 반도체 분야에서의 수요는 앞으로도 꾸준히 증가할 것으로 예상되며, 특히 국내에서는 고내식성 수입소재를 대체할 수 있는 전략 소재로 주목받고 있습니다. 향후에는 재활용 기술 고도화 및 가공 효율 향상을 통해 국내 공급망 안정화에 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.

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동아특수금속 소개

동아특수금속은 국내 최초로 타이타늄을 리싸이클링하여 국내외 제강사 및 기업들에 리싸이클링된 제강용 원료를 공급하고 있으며 주로 희소금속 위주의 금속들을 리싸이클링하고 있습니다. 국내에는 아직 희소금속 리싸이클링과 관련된 산업이 발달하지 않아 산업 수준은 해외 선진국들에 비해 미비하지만 꾸준한 연구개발을 통해 다양한 장비를 도입하는 등 국내 희소금속 소재 국산화에 최선을 다하고 있는 회사입니다. 회사와 관련하여 합금을 위한 타이타늄(티타늄) 스펀지 대체품 구입이나, 니켈, 지르코늄, TiAl봉재, Zr봉재, 인코넬625봉재, 인코넬718봉재 등 다양한 희소금속에 대한 논의를 하고자 하신다면 다음 아래의 연락처로 연락주시기 바랍니다.

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