Гафнійможе утворювати сплави з іншими металами, найбільш представницьким з яких є гафнієво-танталовий сплав, такий як пентакарбід тетратанталу та гафній (Ta4HfC5), який має високу температуру плавлення. Точка плавлення пентакарбіду тетратанталу та гафнію може досягати 4215 ℃, що робить його відомою речовиною з найвищою температурою плавлення.
Гафній, з хімічним символом Hf, є металевим елементом, який належить до категорії перехідних металів. Його елементарний вигляд сріблясто-сірий і має металевий блиск. Він має твердість за Моосом 5,5, температуру плавлення 2233 ℃ і пластичний. Гафній може утворювати оксидне покриття на повітрі, і його властивості стабільні при кімнатній температурі. Порошкоподібний гафній може спонтанно спалахнути на повітрі та може реагувати з киснем і азотом при високих температурах. Гафній не реагує з водою, розведеними кислотами, такими як соляна кислота, сірчана кислота, і сильними лужними розчинами. Він розчиняється в сильних кислотах, таких як царська горілка та фтористоводнева кислота, і має чудову стійкість до корозії.
Елементгафнійбуло відкрито в 1923 р. Гафній має низький вміст у земній корі, лише 0,00045%. Зазвичай він асоціюється з металевим цирконієм і не має окремих руд. Гафній можна знайти в більшості цирконієвих шахт, таких як берилій, циркон, циркон та інші мінерали. Перші два типи руд мають високий вміст гафнію, але низькі запаси, а циркон є основним джерелом гафнію. У світовому масштабі загальні запаси гафнію становлять понад 1 млн тонн. Країни з більшими запасами в основному включають Південну Африку, Австралію, Сполучені Штати, Бразилію, Індію та інші регіони. Шахти гафнію також поширені в Гуансі та інших регіонах Китаю.
У 1925 році двоє вчених зі Швеції та Нідерландів відкрили елемент гафній і приготували металевий гафній за допомогою методу фракційної кристалізації фторованої комплексної солі та методу відновлення металевого натрію. Гафній має дві кристалічні структури та демонструє гексагональну щільну упаковку при температурах нижче 1300 ℃（ α- Коли температура перевищує 1300 ℃, він представляє собою кубічну форму з центром тіла (β- рівняння). Гафній також має шість стабільних ізотопів, а саме гафній 174, гафній 176, гафній 177, гафній 178, гафній 179 та гафній 180. У світовому масштабі Сполучені Штати та Франція є основними виробниками металевого гафнію.
До основних сполук гафнію відносятьсядіоксид гафніюе (HfO2), гафнію тетрахлорид (HfCl4), і гідроксид гафнію (H4HfO4). Діоксид гафнію і тетрахлорид гафнію можна використовувати для отримання металугафній, діоксид гафніютакож можна використовувати для приготування гафнієвих сплавів, а гідроксид гафнію можна використовувати для отримання різних сполук гафнію. Гафній може утворювати сплави з іншими металами, найбільш представницьким з яких є гафнієво-танталовий сплав, такий як пентакарбід тетратанталу та гафній (Ta4HfC5), який має високу температуру плавлення. Точка плавлення пентакарбіду тетратанталу та гафнію може досягати 4215 ℃, що робить його відомою речовиною з найвищою температурою плавлення.
Відповідно до «Звіту про глибокі дослідження ринку та інвестиційної стратегії в промисловості металевого гафнію на 2022-2026 рр.», опублікованого дослідницьким центром Xinsijie Industry Research Center, металевий гафній можна використовувати для виробництва ниток ламп розжарювання, катодів рентгенівських трубок і діелектриків затворів процесорів. ; Гафнієво-вольфрамовий сплав і гафнієво-молібденовий сплав можна використовувати для виготовлення електродів високовольтної розрядної трубки, тоді як гафнієво-танталовий сплав можна використовувати для виготовлення опорних матеріалів та інструментальних сталей; карбід карбід (HfC) можна використовувати для ракетних сопел і передніх захисних шарів літаків, а борид гафнію (HfB2) можна використовувати як високотемпературний сплав; Крім того, металевий гафній має великий поперечний переріз поглинання нейтронів і також може використовуватися як контрольний матеріал і захисний пристрій для атомних реакторів.
Галузеві аналітики з Xinsijie заявили, що завдяки таким перевагам, як стійкість до окислення, корозійна стійкість, стійкість до високих температур і легкість обробки, гафній має широкий спектр подальших застосувань у металах, сплавах, сполуках та інших областях, таких як електронні матеріали, високотемпературні матеріали, матеріали з твердих сплавів і матеріали атомної енергії. Зі швидким розвитком таких галузей, як нові матеріали, електронна інформація та аерокосмічна промисловість, сфери застосування гафнію постійно розширюються, і постійно з’являються нові продукти. Майбутні перспективи розвитку є багатообіцяючими.
Час публікації: 27 вересня 2023 р