Hafniumkann Legierungen mit anderen Metallen bilden, die repräsentativste davon ist die Hafnium-Tantal-Legierung wie Pentacarbid-Tetratantal und Hafnium (Ta4HfC5), das einen hohen Schmelzpunkt hat. Der Schmelzpunkt von Pentacarbid, Tetratantal und Hafnium kann 4215 °C erreichen und ist damit die derzeit bekannte Substanz mit dem höchsten Schmelzpunkt.
Hafnium, mit dem chemischen Symbol Hf, ist ein metallisches Element, das zur Kategorie der Übergangsmetalle gehört. Sein elementares Aussehen ist silbergrau und hat einen metallischen Glanz. Es hat eine Mohs-Härte von 5,5, einen Schmelzpunkt von 2233 ℃ und ist plastisch. Hafnium kann an der Luft eine Oxidschicht bilden und seine Eigenschaften sind bei Raumtemperatur stabil. Pulverisiertes Hafnium kann sich an der Luft spontan entzünden und bei hohen Temperaturen mit Sauerstoff und Stickstoff reagieren. Hafnium reagiert nicht mit Wasser, verdünnten Säuren wie Salzsäure, Schwefelsäure und starken alkalischen Lösungen. Es ist in starken Säuren wie Königswasser und Flusssäure löslich und weist eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit auf.
Das ElementHafniumwurde 1923 entdeckt. Hafnium hat einen geringen Gehalt in der Erdkruste, nur 0,00045 %. Es ist im Allgemeinen mit metallischem Zirkonium verbunden und weist keine separaten Erze auf. Hafnium kommt in den meisten Zirkoniumminen vor, beispielsweise in Berylliumzirkon, Zirkon und anderen Mineralien. Die ersten beiden Erzarten haben einen hohen Hafniumgehalt, aber geringe Reserven, und Zirkon ist die Hauptquelle für Hafnium. Weltweit belaufen sich die Gesamtreserven an Hafniumressourcen auf über 1 Million Tonnen. Zu den Ländern mit größeren Reserven zählen vor allem Südafrika, Australien, die Vereinigten Staaten, Brasilien, Indien und andere Regionen. Hafniumminen sind auch in Guangxi und anderen Regionen Chinas verteilt.
Im Jahr 1925 entdeckten zwei Wissenschaftler aus Schweden und den Niederlanden das Element Hafnium und stellten das Metall Hafnium mithilfe der Methode der fraktionierten Kristallisation fluorierter Komplexsalze und der Methode der Metallnatriumreduktion her. Hafnium hat zwei Kristallstrukturen und weist bei Temperaturen unter 1300 °C eine hexagonale dichte Packung auf (α-Gleichung). Wenn die Temperatur über 1300 °C liegt, liegt eine kubisch raumzentrierte Form vor (β-Gleichung). Hafnium hat außerdem sechs stabile Isotope, nämlich Hafnium 174, Hafnium 176, Hafnium 177, Hafnium 178, Hafnium 179 und Hafnium 180. Weltweit sind die Vereinigten Staaten und Frankreich die Hauptproduzenten des Metalls Hafnium.
Zu den Hauptverbindungen von Hafnium gehören:Hafniumdioxide (HfO2), Hafniumtetrachlorid (HfCl4) und Hafniumhydroxid (H4HfO4). Hafniumdioxid und Hafniumtetrachlorid können zur Herstellung von Metall verwendet werdenHafnium, Hafniumdioxidkann auch zur Herstellung von Hafniumlegierungen verwendet werden, und Hafniumhydroxid kann zur Herstellung verschiedener Hafniumverbindungen verwendet werden. Hafnium kann mit anderen Metallen Legierungen bilden. Am repräsentativsten ist die Hafnium-Tantal-Legierung wie Pentacarbid, Tetratantal und Hafnium (Ta4HfC5), das einen hohen Schmelzpunkt aufweist. Der Schmelzpunkt von Pentacarbid, Tetratantal und Hafnium kann 4215 °C erreichen und ist damit die derzeit bekannte Substanz mit dem höchsten Schmelzpunkt.
Laut dem vom Xinsijie Industry Research Center veröffentlichten „Deep Market Research and Investment Strategy Suggestions Report on the Metal Hafnium Industry 2022-2026“ kann metallisches Hafnium zur Herstellung von Glühlampenfäden, Röntgenröhrenkathoden und Prozessor-Gate-Dielektrika verwendet werden ; Hafnium-Wolfram-Legierung und Hafnium-Molybdän-Legierung können zur Herstellung von Hochspannungsentladungsröhrenelektroden verwendet werden, während Hafnium-Tantal-Legierung zur Herstellung von Widerstandsmaterialien und Werkzeugstählen verwendet werden kann; Hartmetall (HfC) kann für Raketendüsen und vordere Schutzschichten von Flugzeugen verwendet werden, während Hafniumborid (HfB2) als Hochtemperaturlegierung verwendet werden kann; Darüber hinaus verfügt Metall Hafnium über einen großen Neutronenabsorptionsquerschnitt und kann auch als Kontrollmaterial und Schutzvorrichtung für Atomreaktoren verwendet werden.
Branchenanalysten von Xinsijie gaben an, dass Hafnium aufgrund seiner Vorteile der Oxidationsbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Hochtemperaturbeständigkeit und einfachen Verarbeitung ein breites Spektrum an nachgelagerten Anwendungen in Metallen, Legierungen, Verbindungen und anderen Bereichen wie elektronischen Materialien hat. hochtemperaturbeständige Materialien, Hartlegierungsmaterialien und Atomenergiematerialien. Mit der rasanten Entwicklung von Branchen wie neuen Materialien, elektronischer Information und Luft- und Raumfahrt erweitern sich die Anwendungsgebiete von Hafnium ständig und es entstehen ständig neue Produkte. Die zukünftigen Entwicklungsaussichten sind vielversprechend.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 27. September 2023