Hafnmoże tworzyć stopy z innymi metalami, z których najbardziej reprezentatywnym jest stop hafnu i tantalu, taki jak pięciowęglik tetratantalu i hafn (Ta4HfC5), który ma wysoką temperaturę topnienia. Temperatura topnienia pentakarbidu, tetratantalu i hafnu może osiągnąć 4215 ℃, co czyni go obecnie znaną substancją o najwyższej temperaturze topnienia.
Hafn, o symbolu chemicznym Hf, jest pierwiastkiem metalicznym należącym do kategorii metali przejściowych. Jego elementarny wygląd jest srebrnoszary i ma metaliczny połysk. Ma twardość w skali Mohsa 5,5, temperaturę topnienia 2233 ℃ i jest plastyczny. Hafn może tworzyć w powietrzu powłokę tlenkową, a jego właściwości są stabilne w temperaturze pokojowej. Sproszkowany hafn może samozapalić się w powietrzu i reagować z tlenem i azotem w wysokich temperaturach. Hafn nie reaguje z wodą, rozcieńczonymi kwasami, takimi jak kwas solny, kwas siarkowy i mocnymi roztworami alkalicznymi. Jest rozpuszczalny w mocnych kwasach, takich jak woda królewska i kwas fluorowodorowy, i ma doskonałą odporność na korozję.
Elementhafnodkryto w 1923 r. Hafn ma niską zawartość w skorupie ziemskiej, tylko 0,00045%. Jest ogólnie kojarzony z metalicznym cyrkonem i nie zawiera oddzielnych rud. Hafn można znaleźć w większości kopalni cyrkonu, takich jak beryl, cyrkon, cyrkon i inne minerały. Pierwsze dwa rodzaje rud mają wysoką zawartość hafnu, ale niskie rezerwy, a głównym źródłem hafnu jest cyrkon. W skali globalnej całkowite zasoby hafnu wynoszą ponad 1 milion ton. Kraje posiadające większe rezerwy to głównie Republika Południowej Afryki, Australia, Stany Zjednoczone, Brazylia, Indie i inne regiony. Kopalnie hafnu są również dystrybuowane w Guangxi i innych regionach Chin.
W 1925 roku dwóch naukowców ze Szwecji i Holandii odkryło pierwiastek hafn i przygotowało hafn metaliczny metodą krystalizacji frakcyjnej fluorowanych soli kompleksowych i metodą redukcji metalicznego sodu. Hafn ma dwie struktury krystaliczne i wykazuje gęste upakowanie sześciokątne w temperaturach poniżej 1300 ℃ (α- Gdy temperatura przekracza 1300 ℃, przedstawia się jako sześcienny kształt skupiony wokół ciała (β- Równanie). Hafn ma również sześć stabilnych izotopów, a mianowicie hafn 174, hafn 176, hafn 177, hafn 178, hafn 179 i hafn 180. W skali globalnej głównymi producentami hafnu metalicznego są Stany Zjednoczone i Francja.
Do głównych związków hafnu należądwutlenek hafnue (HfO2), czterochlorek hafnu (HfCl4) i wodorotlenek hafnu (H4HfO4). Do produkcji metalu można wykorzystać dwutlenek hafnu i czterochlorek hafnuhafn, dwutlenek hafnumożna również stosować do wytwarzania stopów hafnu, a wodorotlenek hafnu można stosować do wytwarzania różnych związków hafnu. Hafn może tworzyć stopy z innymi metalami, z których najbardziej reprezentatywnym jest stop hafnu i tantalu, taki jak pięciowęglik tetratantal i hafn (Ta4HfC5), który ma wysoką temperaturę topnienia. Temperatura topnienia pentakarbidu, tetratantalu i hafnu może osiągnąć 4215 ℃, co czyni go obecnie znaną substancją o najwyższej temperaturze topnienia.
Zgodnie z „Raportem dotyczącym głębokich badań rynkowych i sugestii dotyczących strategii inwestycyjnej na lata 2022–2026 dotyczącym przemysłu metalowego hafnu” opublikowanym przez Centrum Badań Przemysłowych Xinsijie, hafn metaliczny można wykorzystać do produkcji włókien żarówek, katod lamp rentgenowskich i dielektryków bramek procesorów ; Stop hafnu-wolframu i stop hafnu-molibdenu można stosować do produkcji elektrod rurowych wyładowczych wysokiego napięcia, natomiast stop hafnu-tantalu można stosować do produkcji materiałów oporowych i stali narzędziowych; Węglik węglika (HfC) można stosować na dysze rakiet i przednie warstwy ochronne samolotów, natomiast borek hafnu (HfB2) można stosować jako stop wysokotemperaturowy; Ponadto hafn metaliczny ma duży przekrój absorpcji neutronów i może być również stosowany jako materiał kontrolny i urządzenie ochronne w reaktorach atomowych.
Analitycy branżowi z Xinsijie stwierdzili, że ze względu na zalety takie jak odporność na utlenianie, odporność na korozję, odporność na wysoką temperaturę i łatwość przetwarzania hafn ma szeroki zakres dalszych zastosowań w metalach, stopach, związkach i innych dziedzinach, takich jak materiały elektroniczne, materiały odporne na wysoką temperaturę, materiały ze stopów twardych i materiały wykorzystujące energię atomową. Wraz z szybkim rozwojem gałęzi przemysłu, takich jak nowe materiały, informacja elektroniczna i lotnictwo, obszary zastosowań hafnu stale się poszerzają i stale pojawiają się nowe produkty. Perspektywy rozwoju na przyszłość są obiecujące.
Czas publikacji: 27 września 2023 r