Αφνιομπορεί να σχηματίσει κράματα με άλλα μέταλλα, το πιο αντιπροσωπευτικό από τα οποία είναι το κράμα τανταλίου άφνιο, όπως το πεντακαρβίδιο τετραταντάλιο και το άφνιο (Ta4HfC5), το οποίο έχει υψηλό σημείο τήξης. Το σημείο τήξης του πεντακαρβιδίου τετραταντάλιου και του αφνίου μπορεί να φτάσει τους 4215 ℃, καθιστώντας το σήμερα τη γνωστή ουσία με το υψηλότερο σημείο τήξης.
Αφνιο, με το χημικό σύμβολο Hf, είναι ένα μεταλλικό στοιχείο που ανήκει στην κατηγορία των μετάλλων μετάπτωσης. Η στοιχειώδης όψη του είναι ασημί γκρι και έχει μεταλλική λάμψη. Έχει σκληρότητα Mohs 5,5, σημείο τήξης 2233 ℃ και είναι πλαστικό. Το άφνιο μπορεί να σχηματίσει μια επικάλυψη οξειδίου στον αέρα και οι ιδιότητές του είναι σταθερές σε θερμοκρασία δωματίου. Το άφνιο σε σκόνη μπορεί να αναφλεγεί αυθόρμητα στον αέρα και μπορεί να αντιδράσει με το οξυγόνο και το άζωτο σε υψηλές θερμοκρασίες. Το άφνιο δεν αντιδρά με νερό, αραιά οξέα όπως υδροχλωρικό οξύ, θειικό οξύ και ισχυρά αλκαλικά διαλύματα. Είναι διαλυτό σε ισχυρά οξέα όπως το aqua regia και το υδροφθορικό οξύ και έχει εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση.
Το στοιχείοάφνιοανακαλύφθηκε το 1923. Το άφνιο έχει χαμηλή περιεκτικότητα στον φλοιό της Γης, μόνο 0,00045%. Συνδέεται γενικά με μεταλλικό ζιρκόνιο και δεν έχει ξεχωριστά μεταλλεύματα. Το άφνιο μπορεί να βρεθεί στα περισσότερα ορυχεία ζιρκονίου, όπως το ζιρκόνιο του βηρυλλίου, το ζιρκόνιο και άλλα ορυκτά. Οι δύο πρώτοι τύποι μεταλλευμάτων έχουν υψηλή περιεκτικότητα σε άφνιο αλλά χαμηλά αποθέματα και το ζιρκόνιο είναι η κύρια πηγή αφνίου. Σε παγκόσμια κλίμακα, τα συνολικά αποθέματα πόρων αφνίου είναι πάνω από 1 εκατομμύριο τόνους. Οι χώρες με μεγαλύτερα αποθέματα περιλαμβάνουν κυρίως τη Νότια Αφρική, την Αυστραλία, τις Ηνωμένες Πολιτείες, τη Βραζιλία, την Ινδία και άλλες περιοχές. Τα ορυχεία αφνίου διανέμονται επίσης στο Guangxi και σε άλλες περιοχές της Κίνας.
Το 1925, δύο επιστήμονες από τη Σουηδία και την Ολλανδία ανακάλυψαν το στοιχείο άφνιο και παρασκεύασαν μεταλλικό άφνιο χρησιμοποιώντας τη μέθοδο κλασματικής κρυστάλλωσης με φθοριούχο σύμπλοκο άλας και τη μέθοδο αναγωγής νατρίου μετάλλου. Το άφνιο έχει δύο κρυσταλλικές δομές και παρουσιάζει εξαγωνική πυκνή συσσώρευση σε θερμοκρασίες κάτω από 1300 ℃ (α- Όταν η θερμοκρασία είναι πάνω από 1300 ℃, εμφανίζεται ως κυβικό σχήμα στο κέντρο του σώματος (β- Εξίσωση). Το άφνιο έχει επίσης έξι σταθερά ισότοπα, δηλαδή το άφνιο 174, το άφνιο 176, το άφνιο 177, το άφνιο 178, το άφνιο 179 και το άφνιο 180. Σε παγκόσμια κλίμακα, οι Ηνωμένες Πολιτείες και η Γαλλία είναι οι κύριοι παραγωγοί μεταλλικού αφνίου.
Οι κύριες ενώσεις του αφνίου περιλαμβάνουνδιοξείδιο του αφνίουε (HfO2), τετραχλωριούχου αφνίου (HfCl4), και υδροξείδιο του αφνίου (H4HfO4). Το διοξείδιο του αφνίου και το τετραχλωριούχο άφνιο μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή μετάλλουάφνιο, διοξείδιο του αφνίουμπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την παρασκευή κραμάτων αφνίου και το υδροξείδιο του αφνίου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παρασκευή διαφόρων ενώσεων αφνίου. Το άφνιο μπορεί να σχηματίσει κράματα με άλλα μέταλλα, το πιο αντιπροσωπευτικό από τα οποία είναι το κράμα τανταλίου άφνιο, όπως το πεντακαρβίδιο τετραταντάλιο και το άφνιο (Ta4HfC5), το οποίο έχει υψηλό σημείο τήξης. Το σημείο τήξης του πεντακαρβιδίου τετραταντάλιου και του αφνίου μπορεί να φτάσει τους 4215 ℃, καθιστώντας το σήμερα τη γνωστή ουσία με το υψηλότερο σημείο τήξης.
Σύμφωνα με την "Έρευνα Βαθιάς Αγοράς και Επενδυτικής Στρατηγικής Έκθεσης Προτάσεων 2022-2026 για τη Βιομηχανία Μεταλλικού Χαφνίου" που κυκλοφόρησε από το Ερευνητικό Κέντρο Βιομηχανίας Xinsijie, το μεταλλικό άφνιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή νημάτων λαμπτήρων πυρακτώσεως, καθόδων σωλήνων ακτίνων Χ και ηλεκτρικών πυλών επεξεργασίας ; Το κράμα αφνίου βολφραμίου και το κράμα μολυβδαινίου άφνιο μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή ηλεκτροδίων σωλήνων εκκένωσης υψηλής τάσης, ενώ το κράμα τανταλίου άφνιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή υλικών αντοχής και χάλυβων εργαλείων. Καρβίδιο καρβιδίου (HfC) μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ακροφύσια πυραύλων και μπροστινά προστατευτικά στρώματα αεροσκαφών, ενώ το βορίδιο του αφνίου (HfB2) μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως κράμα υψηλής θερμοκρασίας. Επιπλέον, το μεταλλικό άφνιο έχει μεγάλη διατομή απορρόφησης νετρονίων και μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως υλικό ελέγχου και προστατευτική διάταξη για ατομικούς αντιδραστήρες.
Βιομηχανικοί αναλυτές από το Xinsijie δήλωσαν ότι λόγω των πλεονεκτημάτων του για αντοχή στην οξείδωση, αντοχή στη διάβρωση, αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες και ευκολία επεξεργασίας, το άφνιο έχει ένα ευρύ φάσμα κατάντη εφαρμογών σε μέταλλα, κράματα, ενώσεις και άλλους τομείς, όπως ηλεκτρονικά υλικά. υλικά ανθεκτικά σε υψηλές θερμοκρασίες, υλικά από σκληρό κράμα και υλικά ατομικής ενέργειας. Με την ταχεία ανάπτυξη βιομηχανιών όπως τα νέα υλικά, οι ηλεκτρονικές πληροφορίες και η αεροδιαστημική, τα πεδία εφαρμογής του αφνίου διευρύνονται συνεχώς και νέα προϊόντα αναδύονται συνεχώς. Οι μελλοντικές προοπτικές ανάπτυξης είναι ελπιδοφόρες.
Ώρα δημοσίευσης: Σεπ-27-2023