Métaux rares argentés Hafnium Hf Matériau de barre de contrôle nucléaire CAS 7440-58-6

Hafnium (Hf) : Matériau de barre de contrôle nucléaire, alliages résistants à la chaleur et capteur à vide

Formule chimique : Hf, Numéro atomique : 72, Poids atomique : 178,49. C'est un métal de transition gris argenté brillant avec six isotopes stables naturels : Hf-174, 176, 177, 178, 179 et 180. Il est résistant à l'acide chlorhydrique dilué, à l'acide sulfurique et aux solutions alcalines fortes, mais se dissout dans l'acide fluorhydrique et l'eau régale.

L'hafnium métallique est gris argenté avec un éclat métallique. Il possède deux allotropes :

• α-Hf : Structure hexagonale compacte (1750°C), avec une température de transformation plus élevée que le zirconium.
• β-Hf : Forme allotropique à haute température existante.

L'hafnium a une section efficace d'absorption des neutrons élevée, ce qui le rend adapté aux matériaux de contrôle des réacteurs. Deux structures cristallines :

• En dessous de 1300°C : Hexagonal compact (α-forme)
• Au-dessus de 1300°C : Cubique centré (β-forme)

C'est un métal malléable qui devient dur et cassant lorsqu'il contient des impuretés. Stable à l'air, seule la surface s'assombrit lorsqu'elle est chauffée. Les filaments fins peuvent être enflammés par une flamme d'allumette. Les propriétés ressemblent à celles du zirconium. Ne réagit pas avec l'eau, les acides dilués ou les alcalis forts, mais se dissout facilement dans l'eau régale et l'acide fluorhydrique. Présente principalement l'état d'oxydation +4 dans les composés. L'alliage Hf (Ta4HfC5) a le point de fusion le plus élevé connu (~4215°C).

Applications

1. Pour la fabrication d'alliages résistants à la chaleur.
2. Pour l'absorption des neutrons dans l'industrie nucléaire.
3. Pour la fabrication de getters.

Série de produits

Informations sur la santé et la sécurité

Spécifications d'emballage

• Emballage standard : 50 kg/fût, 500 kg/palette, sacs de tonne
• Emballage d'échantillon : 500 g/sac, 1 kg/bouteille

À propos de l'hafnium 
Il peut être préparé par réduction au magnésium du tétrachlorure d'hafnium ou par décomposition thermique du tétrachlorure d'hafnium. HfCl4 et K2HfF6 peuvent également être utilisés comme matières premières. Il est produit par électrolyse dans des sels fondus NaCl-KCl-HfCl4 (ou K2HfF6), suivant des procédés similaires à la production de zirconium.

L'hafnium coexiste principalement avec le zirconium sans gisements indépendants. La production actuelle utilise de l'oxyde d'hafnium brut (HfO2) séparé lors du traitement du zirconium. HfO2 est extrait à l'aide de méthodes de résine échangeuse d'ions, puis l'hafnium métallique est préparé en utilisant les mêmes méthodes que le zirconium.

L'hafnium est précieux pour ses propriétés d'émission d'électrons (par exemple, les filaments de lampes à incandescence). Utilisé comme cathodes de tubes à rayons X, avec des alliages de tungstène ou de molybdène comme électrodes de tubes à décharge à haute tension. Couramment utilisé dans les cathodes de rayons X et la fabrication de filaments de tungstène. L'hafnium pur est ductile, facile à traiter, résistant à la chaleur et à la corrosion, ce qui le rend important pour l'industrie de l'énergie nucléaire. Avec une grande section efficace de capture des neutrons thermiques, il est idéal pour l'absorption des neutrons. Utilisé comme barres de contrôle et dispositifs de protection dans les réacteurs nucléaires. La poudre d'hafnium sert de propergol de fusée. Dans l'industrie électrique, utilisé pour les cathodes de tubes à rayons X. Les alliages Hf protègent les tuyères de fusée et les surfaces des véhicules de rentrée. Les alliages Hf-Ta fabriquent des aciers à outils et des matériaux de résistance. En tant qu'additif dans les alliages résistants à la chaleur, l'hafnium est incorporé dans les alliages de tungstène, de molybdène et de tantale. La dureté et le point de fusion élevés du carbure d'hafnium le rendent adapté aux additifs d'alliages durs. Ta4HfC5 a un point de fusion d'environ ~4215°C - le plus élevé connu. Dans les systèmes remplis de gaz, l'hafnium fonctionne comme un getter pour éliminer l'oxygène, l'azote et autres gaz indésirables. Dans les opérations à haut risque, les additifs d'hafnium empêchent l'évaporation du fluide hydraulique en raison de sa forte anti-volatilité, ce qui le rend idéal pour les fluides hydrauliques industriels et médicaux.