Hafniumpeut former des alliages avec d'autres métaux, dont le plus représentatif est l'alliage hafnium-tantale, tel que le pentacarbure tétratantale et l'hafnium (Ta4HfC5), qui a un point de fusion élevé. Le point de fusion du pentacarbure tétratantale et de l'hafnium peut atteindre 4215 ℃, ce qui en fait la substance actuellement connue avec le point de fusion le plus élevé.
Hafnium, de symbole chimique Hf, est un élément métallique qui appartient à la catégorie des métaux de transition. Son aspect élémentaire est gris argenté et a un éclat métallique. Il a une dureté Mohs de 5,5, un point de fusion de 2 233 ℃ et est en plastique. Le hafnium peut former une couche d'oxyde dans l'air et ses propriétés sont stables à température ambiante. Le hafnium en poudre peut s'enflammer spontanément dans l'air et réagir avec l'oxygène et l'azote à des températures élevées. L'hafnium ne réagit pas avec l'eau, les acides dilués tels que l'acide chlorhydrique, l'acide sulfurique et les solutions alcalines fortes. Il est soluble dans les acides forts tels que l'eau régale et l'acide fluorhydrique et possède une excellente résistance à la corrosion.
L'élémenthafniuma été découvert en 1923. Le hafnium a une faible teneur dans la croûte terrestre, seulement 0,00045 %. Il est généralement associé au zirconium métallique et ne contient pas de minerais distincts. L'hafnium peut être trouvé dans la plupart des mines de zirconium, comme le béryllium, le zircon et d'autres minéraux. Les deux premiers types de minerais ont une teneur élevée en hafnium mais de faibles réserves, le zircon étant la principale source de hafnium. À l'échelle mondiale, les réserves totales de ressources en hafnium dépassent 1 million de tonnes. Les pays disposant de réserves plus importantes comprennent principalement l’Afrique du Sud, l’Australie, les États-Unis, le Brésil, l’Inde et d’autres régions. Les mines de hafnium sont également réparties dans le Guangxi et dans d'autres régions de Chine.
En 1925, deux scientifiques suédois et néerlandais ont découvert l'élément hafnium et préparé du hafnium métallique en utilisant la méthode de cristallisation fractionnée du sel complexe fluoré et la méthode de réduction du sodium métallique. L'hafnium a deux structures cristallines et présente un emballage dense hexagonal à des températures inférieures à 1300 ℃（ α- Lorsque la température est supérieure à 1300 ℃, il se présente sous la forme d'une forme cubique centrée sur le corps (β- Équation). L'hafnium possède également six isotopes stables, à savoir l'hafnium 174, l'hafnium 176, l'hafnium 177, l'hafnium 178, l'hafnium 179 et l'hafnium 180. À l'échelle mondiale, les États-Unis et la France sont les principaux producteurs d'hafnium métallique.
Les principaux composés du hafnium comprennentdioxyde de hafniume (HfO2), tétrachlorure d'hafnium (HfCl4), et l'hydroxyde de hafnium (H4HfO4). Le dioxyde de hafnium et le tétrachlorure de hafnium peuvent être utilisés pour produire du métalhafnium, dioxyde de hafniumpeut également être utilisé pour préparer des alliages de hafnium, et l'hydroxyde de hafnium peut être utilisé pour préparer divers composés de hafnium. L'hafnium peut former des alliages avec d'autres métaux, dont le plus représentatif est l'alliage hafnium-tantale, tel que le pentacarbure tétratantale et l'hafnium (Ta4HfC5), qui a un point de fusion élevé. Le point de fusion du pentacarbure tétratantale et de l'hafnium peut atteindre 4215 ℃, ce qui en fait la substance actuellement connue avec le point de fusion le plus élevé.
Selon le « Rapport approfondi sur les études de marché et les suggestions de stratégie d'investissement 2022-2026 sur l'industrie du hafnium métallique » publié par le Centre de recherche industrielle de Xinsijie, le hafnium métallique peut être utilisé pour fabriquer des filaments de lampes à incandescence, des cathodes de tubes à rayons X et des diélectriques de grille de processeur. ; L'alliage de tungstène hafnium et l'alliage de molybdène hafnium peuvent être utilisés pour fabriquer des électrodes de tubes à décharge haute tension, tandis que l'alliage de tantale hafnium peut être utilisé pour fabriquer des matériaux de résistance et des aciers à outils ; Carbure Carbure (HFC) peut être utilisé pour les tuyères de fusées et les couches de protection avant des avions, tandis que le borure d'hafnium (HfB2) peut être utilisé comme alliage à haute température ; De plus, le hafnium métallique a une grande section efficace d’absorption des neutrons et peut également être utilisé comme matériau de contrôle et dispositif de protection pour les réacteurs atomiques.
Les analystes industriels de Xinsijie ont déclaré qu'en raison de ses avantages de résistance à l'oxydation, de résistance à la corrosion, de résistance aux températures élevées et de facilité de traitement, le hafnium a un large éventail d'applications en aval dans les métaux, les alliages, les composés et d'autres domaines, tels que les matériaux électroniques, matériaux résistants aux hautes températures, matériaux en alliage dur et matériaux à énergie atomique. Avec le développement rapide d'industries telles que les nouveaux matériaux, l'information électronique et l'aérospatiale, les domaines d'application du hafnium sont en constante expansion et de nouveaux produits apparaissent constamment. Les perspectives de développement futur sont prometteuses.
Heure de publication : 27 septembre 2023