ปริมาณสำรองโลหะฮาฟเนียมทั่วโลกที่จำกัด พร้อมการใช้งานขั้นปลายที่หลากหลาย

ฮาฟเนียมสามารถสร้างโลหะผสมกับโลหะอื่น ๆ ได้ โดยตัวแทนส่วนใหญ่คือโลหะผสมแฮฟเนียมแทนทาลัม เช่น เพนตะคาร์ไบด์เตตราแทนทาลัมและแฮฟเนียม (Ta4HfC5) ซึ่งมีจุดหลอมเหลวสูง จุดหลอมเหลวของเพนตะคาร์ไบด์เตตราแทนทาลัมและแฮฟเนียมสามารถสูงถึง 4215 ℃ ทำให้เป็นสารที่รู้จักในปัจจุบันซึ่งมีจุดหลอมเหลวสูงสุด

ฮาฟเนียมซึ่งมีสัญลักษณ์ทางเคมี Hf เป็นองค์ประกอบโลหะที่อยู่ในหมวดหมู่ของโลหะทรานซิชัน รูปลักษณ์ธาตุเป็นสีเทาเงินและมีความแวววาวของโลหะ มีความแข็ง Mohs 5.5 จุดหลอมเหลว 2233 ℃ และเป็นพลาสติก แฮฟเนียมสามารถสร้างสารเคลือบออกไซด์ในอากาศได้ และคุณสมบัติของมันจะเสถียรที่อุณหภูมิห้อง ฮาฟเนียมที่เป็นผงสามารถติดไฟได้เองในอากาศ และสามารถทำปฏิกิริยากับออกซิเจนและไนโตรเจนที่อุณหภูมิสูงได้ แฮฟเนียมไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำ กรดเจือจาง เช่น กรดไฮโดรคลอริก กรดซัลฟิวริก และสารละลายอัลคาไลน์เข้มข้น ละลายได้ในกรดแก่ เช่น อควารีเกีย และกรดไฮโดรฟลูออริก และมีความต้านทานการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม

องค์ประกอบแฮฟเนียมถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2466 แฮฟเนียมมีปริมาณอยู่ในเปลือกโลกต่ำเพียง 0.00045% โดยทั่วไปจะเกี่ยวข้องกับเซอร์โคเนียมโลหะและไม่มีแร่แยกกัน ฮาฟเนียมสามารถพบได้ในเหมืองเซอร์โคเนียมส่วนใหญ่ เช่น เบริลเลียมเพทาย เพทาย และแร่ธาตุอื่นๆ แร่สองประเภทแรกมีแฮฟเนียมในปริมาณสูงแต่มีปริมาณสำรองต่ำ และเพทายเป็นแหล่งหลักของแฮฟเนียม ในระดับโลก ปริมาณสำรองของทรัพยากรฮาฟเนียมมีมากกว่า 1 ล้านตัน ประเทศที่มีทุนสำรองขนาดใหญ่ส่วนใหญ่ได้แก่ แอฟริกาใต้ ออสเตรเลีย สหรัฐอเมริกา บราซิล อินเดีย และภูมิภาคอื่นๆ นอกจากนี้ เหมืองแฮฟเนียมยังจำหน่ายในกวางสีและภูมิภาคอื่นๆ ของจีนอีกด้วย

ในปี 1925 นักวิทยาศาสตร์สองคนจากสวีเดนและเนเธอร์แลนด์ค้นพบธาตุฮาฟเนียมและโลหะที่เตรียมฮาฟเนียมโดยใช้วิธีการตกผลึกแบบเศษส่วนเกลือเชิงซ้อนที่มีฟลูออรีน และวิธีการลดโซเดียมของโลหะ ฮาฟเนียมมีโครงสร้างผลึกสองแบบและจัดแสดงการอัดตัวหนาแน่นแบบหกเหลี่ยมที่อุณหภูมิต่ำกว่า 1300 ℃ ( α- เมื่ออุณหภูมิสูงกว่า 1300 ℃ จะแสดงเป็นรูปร่างลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ตัวถัง ( β- สมการ) แฮฟเนียมยังมีไอโซโทปเสถียรอีก 6 ไอโซโทป ได้แก่ แฮฟเนียม 174, แฮฟเนียม 176, แฮฟเนียม 177, แฮฟเนียม 178, แฮฟเนียม 179 และแฮฟเนียม 180 ในระดับโลก สหรัฐอเมริกาและฝรั่งเศสเป็นผู้ผลิตหลักของแฮฟเนียมโลหะ

สารประกอบหลักของฮาฟเนียม ได้แก่ฮาฟเนียมไดออกไซด์อี (เอชเอฟโอ2), แฮฟเนียมเตตระคลอไรด์ (HfCl4) และแฮฟเนียม ไฮดรอกไซด์ (H4HfO4) แฮฟเนียมไดออกไซด์และแฮฟเนียมเตตราคลอไรด์สามารถใช้ในการผลิตโลหะได้แฮฟเนียม, แฮฟเนียมไดออกไซด์นอกจากนี้ยังสามารถใช้เพื่อเตรียมโลหะผสมแฮฟเนียม และแฮฟเนียมไฮดรอกไซด์สามารถใช้เพื่อเตรียมสารประกอบแฮฟเนียมต่างๆ แฮฟเนียมสามารถสร้างโลหะผสมกับโลหะอื่นๆ ได้ โดยส่วนใหญ่จะมีโลหะผสมแทนทาลัมแฮฟเนียม เช่น เพนตะคาร์ไบด์เตตราแทนทาลัมและแฮฟเนียม (Ta4HfC5) ซึ่งมีจุดหลอมเหลวสูง จุดหลอมเหลวของเพนตะคาร์ไบด์เตตราแทนทาลัมและแฮฟเนียมสามารถสูงถึง 4215 ℃ ทำให้เป็นสารที่รู้จักในปัจจุบันซึ่งมีจุดหลอมเหลวสูงสุด

ตามรายงาน "2022-2026 Deep Market Research and Investment Strategy Suggestions Report on the Metal Hafnium Industry" ที่เผยแพร่โดย Xinsijie Industry Research Center ระบุว่า โลหะ Hafnium สามารถใช้ในการผลิตเส้นใยของหลอดไส้ แคโทดของหลอดเอ็กซ์เรย์ และไดอิเล็กตริกของเกตโปรเซสเซอร์ ; โลหะผสมทังสเตนแฮฟเนียมและโลหะผสมโมลิบดีนัมแฮฟเนียมสามารถใช้ในการผลิตอิเล็กโทรดท่อจ่ายไฟฟ้าแรงสูง ในขณะที่โลหะผสมแทนทาลัมแฮฟเนียมสามารถใช้ในการผลิตวัสดุต้านทานและเหล็กกล้าเครื่องมือ คาร์ไบด์ คาร์ไบด์ (เอชเอฟซี) สามารถใช้กับหัวฉีดจรวดและชั้นป้องกันเครื่องบินไปข้างหน้าได้ ในขณะที่แฮฟเนียมบอไรด์ (HfB2) สามารถใช้เป็นโลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูงได้ นอกจากนี้ โลหะฮาฟเนียมยังมีหน้าตัดการดูดกลืนนิวตรอนขนาดใหญ่ และยังสามารถใช้เป็นวัสดุควบคุมและอุปกรณ์ป้องกันสำหรับเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณูได้อีกด้วย

นักวิเคราะห์อุตสาหกรรมจาก Xinsijie กล่าวว่าเนื่องจากข้อดีของความต้านทานต่อออกซิเดชัน ความต้านทานการกัดกร่อน ทนต่ออุณหภูมิสูง และความง่ายในการประมวลผล ฮาฟเนียมจึงมีการใช้งานขั้นปลายที่หลากหลายในโลหะ โลหะผสม สารประกอบ และสาขาอื่น ๆ เช่น วัสดุอิเล็กทรอนิกส์ วัสดุทนอุณหภูมิสูง วัสดุโลหะผสมแข็ง และวัสดุพลังงานปรมาณู ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรม เช่น วัสดุใหม่ ข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์ และการบิน การประยุกต์ใช้ฮาฟเนียมมีการขยายตัวอย่างต่อเนื่อง และผลิตภัณฑ์ใหม่ ๆ ก็เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง แนวโน้มการพัฒนาในอนาคตมีแนวโน้มที่ดี