Es gibt nichts Praktischeres als eine gute Theorie. W.I. Lenin.

Zu Beginn des letzten Jahrhunderts sagte Niels Bohr voraus, dass das letzte Seltene-Erd-Metall das Element Nr. 72 sein würde, ähnlich dem Zirkonium. IM JAHR 1923 ENTDECKTEN D. Koster und D. de Hevesy dieses Element mit den von Bohr vorhergesagten Eigenschaften in skandinavischen Zirkonen. Zirkoniumerze werden auch heute noch als Quelle für Hafnium verwendet. Der Name Hafnium leitet sich von dem altrömischen Namen Kopenhagens, Hafnia, ab... Im 21. Jahrhundert werden weltweit jährlich mehr als 70 Tonnen Hafnium produziert - im Verhältnis zur Zirkoniumproduktion. Die größten Hafniumminen befinden sich in Australien und Südafrika. Der Preis für Hafnium mit einem Reinheitsgrad von 99 % liegt bei etwa 780 $ pro kg.

Physikalische Eigenschaften

Hafnium (Symbol Hf) ist ein hitzebeständiges, silbrig-stahlfarbenes Metall. Sein Kristallgitter hat eine hexagonale Struktur und seine Dichte beträgt über 13 g/cm³. Der Schmelzpunkt liegt bei 2150 °C. Der Wirkungsquerschnitt für den thermischen Neutroneneinfang beträgt etwa 100 Scheunen und ist damit fünfhundertmal größer als der von Zirkonium. Daher muss Zirkonium, das für die Kernkraft verwendet wird, von Hafnium gereinigt werden. Das natürliche Isotop ¹⁷⁴ Hf ist α-aktiv, seine Halbwertszeit beträgt etwa ^2x1015 Jahre.

Anwendungen

Kernenergetik. Die Fähigkeit, Neutronen einzufangen, verursacht die Anwendung des Hafniums in den Steuerstäben der Brennstäbe, in der speziellen Keramik und im Glas (Oxid, Borid, Oxokarbid, Karbid, Lithiumhafnat, Dysprosiumhafnat). Die Ta-W-Hf-Legierung eignet sich am besten für die Brennstoffzufuhr in Gasphasen-Kernkraftwerken.

Optik. Aufgrund ihrer Hitzebeständigkeit und ihres sehr hohen Brechungsindexes werden _HfO2 und _HfF4 in der Faseroptik, in astronomischen und mehrschichtigen Röntgenspiegeln sowie in Nachtsichtgeräten verwendet.

Radioelektronik. Die niedrige Ausgangsarbeit der Elektronen (3,53 eV) ermöglicht es, aus Hf-Kathoden leistungsstarke Radiolampen und Elektronenkanonen sowie effektive thermionische Elektrogeneratoren herzustellen.

Elektrotechnik. Neben der Wärmebeständigkeit ermöglicht die niedrige Elektronenarbeit die Verwendung von Hf zum Schweißen in Argon, insbesondere zum Schweißen von kohlenstoffarmen Stählen in_{CO2-Atmosphäre}, wo solche Elektroden fast viermal widerstandsfähiger als Wolframelektroden erscheinen. Es sollte auch ein großer wirtschaftlicher Effekt der Hafnium-Tantal-Legierung Anwendung für Elektroden der Autogen-und Luft-Plasma-Metallschneiden bemerkt werden. Die Legierung hat einen Hf-Anteil von 77%, Ta-Anteil von 20%, W-Anteil von 2%, Ag-Anteil von 0,5%, Cs-Anteil von 0,1%, Cr-Anteil von 0,4% und eine neunfache Lebensdauer im Vergleich zu reinem Hafnium.

Legierungen. Der Zusatz von 1% Hf zu Aluminium härtet die Legierung erheblich, erhöht die Zug-, Scher- und Torsionsfestigkeit, verbessert die Vibrations- und Stoßfestigkeit Hafnium stärkt Kobaltlegierungen, die in der modernen verarbeitenden Industrie so notwendig sind. Hafniumkarbid und -borid (Schmelzpunkt 3250°C) werden bei der Herstellung von superharten Legierungen, beim Bau von nuklearen Gaskesseln und bei der Herstellung von Raketendüsen sowie in verschleißfesten Beschichtungen verwendet. Die Legierung _HfB2+ Ni ist als extrem verschleißfeste Verbundbeschichtung von Bedeutung. Die Legierung aus Hafniumkarbid 20 % und Tantalkarbid 80 % ist der temperaturbeständigste bekannte Werkstoff (Schmelzpunkt 4216 °C).

Maschinenbau. Hafnium-dotierte Titanlegierungen sind die Basis für Teile von Schiffsmotoren. Der Zusatz von Hafnium zu Nickel härtet die Legierung, erhöht die Korrosionsbeständigkeit, erleichtert das Schweißen und versiegelt die Schweißnaht. Durch den Zusatz von Hafnium zu Tantal entsteht auf der Oberfläche ein Schutzfilm aus komplexen Oxiden, der die Oxidationsbeständigkeit gegenüber Temperaturschocks erhöht. Legierungen dieser beiden Metalle wurden zur Herstellung von Werkstoffen für Düsentriebwerke - Gasruder, Düsen usw . - verwendet .

Andere Anwendungen. Hafnium wird mit Seltenerdelementen wie Terbium und Samarium legiert, um leistungsstarke Dauermagnete zu erzeugen. Dielektrika _{auf HfO2-Basis} mit hoher Dielektrizitätskonstante ersetzen heute erfolgreich Siliziumoxid in Computern und ermöglichen höhere Fülldichten auf Chips. Das Dielektrikum Hafniumsilicid hat ebenfalls eine hohe Dielektrizitätskonstante. Hafnium- und Scandium-Legierungen sind in der Mikroelektronik als Basis für Widerstandsschichten bekannt.

Prozentuale Zusammensetzung

Grenzwerte für den Gehalt an kontrollierten Verunreinigungen, %, max.

Vielversprechende Anwendungen

Hf-178m2 ist ein Nebenprodukt der Kernkraftindustrie (verbrauchte absorbierende Hafnium-Stäbe in Kernkraftwerken). Dieses Isotop (Halbwertszeit von 31 Jahren) enthält überschüssige Energie, die durch Bestrahlung des Kerns freigesetzt werden kann. Die in 1 g enthaltene Energie. Hf-178m2 enthaltene Energie entspricht der von 50 kg TNT. Es kann zum "Aufpumpen" von kompakten Gefechtsfeldlasern und als geregelte Gammastrahlenquelle, z. B. in der Defektoskopie, sowie als kapazitive Energiequelle für den Transport verwendet werden.

Lieferung

Wir liefern zertifizierte Hafnium-Mühlenprodukte. Die Spezifikation enthält Angaben über die prozentuale Zusammensetzung und die mechanischen Eigenschaften des Produkts. Wir erleichtern die Beschaffung aller Halbfertigprodukte für die Großserienproduktion. Wir arbeiten auch mit Privatkunden zusammen. Hohes Serviceniveau und prompter Service sind das Gesicht unseres Unternehmens.

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