Silber Seltene Metalle Hafnium Hf Kernkontrollstäbe CAS 7440-58-6

Hafnium (Hf): Material für Kernkontrollstäbe, hitzebeständige Legierungen und Vakuumgetter

Chemische Formel: Hf, Ordnungszahl: 72, Atomgewicht: 178,49. Es ist ein glänzendes silbergraues Übergangsmetall mit sechs natürlich stabilen Isotopen: Hf-174, 176, 177, 178, 179 und 180. Es ist beständig gegen verdünnte Salzsäure, Schwefelsäure und starke alkalische Lösungen, löst sich aber in Flusssäure und Königswasser.

Metallisches Hafnium ist silbergrau mit metallischem Glanz. Es hat zwei Allotrope:

• α-Hf: Hexagonal dicht gepackte Struktur (1750°C), mit höherer Transformationstemperatur als Zirkonium.
• β-Hf: Hochtemperatur-allotrope Form existiert.

Hafnium hat einen hohen Neutronenabsorptionsquerschnitt, wodurch es sich für Reaktorsteuermaterialien eignet. Zwei Kristallstrukturen:

• Unter 1300°C: Hexagonal dicht gepackt (α-Form)
• Über 1300°C: Raumzentriert kubisch (β-Form)

Es ist ein formbares Metall, das hart und spröde wird, wenn es Verunreinigungen enthält. Stabil an der Luft, nur die Oberfläche verdunkelt sich beim Erhitzen. Dünne Filamente können durch eine Streichholzflamme entzündet werden. Die Eigenschaften ähneln denen von Zirkonium. Reagiert nicht mit Wasser, verdünnten Säuren oder starken Laugen, löst sich aber leicht in Königswasser und Flusssäure. Zeigt hauptsächlich den Oxidationszustand +4 in Verbindungen. Hf-Legierung (Ta4HfC5) hat den höchsten bekannten Schmelzpunkt (~4215°C).

Anwendungen

1. Für die Herstellung von hitzebeständigen Legierungen.
2. Für die Neutronenabsorption in der Nuklearindustrie.
3. Für die Herstellung von Gettern.

Produktserien

Gesundheits- und Sicherheitsinformationen

Verpackungsspezifikationen

• Standardverpackung: 50 kg/Trommel, 500 kg/Palette, Tonnenbeutel
• Musterverpackung: 500 g/Beutel, 1 kg/Flasche

Über Hafnium 
Es kann durch Magnesiumreduktion von Hafniumtetrachlorid oder thermische Zersetzung von Hafniumtetrachlorid hergestellt werden. HfCl4 und K2HfF6 können ebenfalls als Rohstoffe verwendet werden. Es wird durch Elektrolyse in NaCl-KCl-HfCl4 (oder K2HfF6) Schmelzsalzen hergestellt, ähnlich den Verfahren zur Zirkoniumherstellung.

Hafnium koexistiert meist mit Zirkonium ohne unabhängige Lagerstätten. Die aktuelle Produktion verwendet rohes Hafniumoxid (HfO2), das während der Zirkoniumverarbeitung abgetrennt wird. HfO2 wird mit Ionenaustauscherharzmethoden extrahiert, dann wird metallisches Hafnium mit denselben Methoden wie Zirkonium hergestellt.

Hafnium ist wertvoll für seine Elektronenemissionseigenschaften (z. B. Glühlampenfilamente). Wird als Kathoden für Röntgenröhren verwendet, mit Wolfram- oder Molybdänlegierungen als Hochspannungsentladungsröhren-Elektroden. Wird häufig in Röntgenkathoden und der Herstellung von Wolframfilamenten verwendet. Reines Hafnium ist duktil, leicht zu verarbeiten, hitze- und korrosionsbeständig, was es für die Kernenergieindustrie wichtig macht. Mit einem großen thermischen Neutroneneinfangquerschnitt ist es ideal für die Neutronenabsorption. Wird als Steuerstäbe und Schutzvorrichtungen in Kernreaktoren verwendet. Hafniumpulver dient als Raketentreibstoff. In der Elektroindustrie wird es für Röntgenröhrenkathoden verwendet. Hf-Legierungen schützen Raketendüsen und Wiedereintrittsfahrzeugoberflächen. Hf-Ta-Legierungen stellen Werkzeugstähle und Widerstandsmaterialien her. Als Zusatz in hitzebeständigen Legierungen wird Hafnium in Wolfram-, Molybdän- und Tantallegierungen eingearbeitet. Die hohe Härte und der hohe Schmelzpunkt von Hafniumcarbid machen es für Hartmetallzusätze geeignet. Ta4HfC5 hat einen Schmelzpunkt von ~4215°C - der höchste bekannte. In gasgefüllten Systemen fungiert Hafnium als Getter, um Sauerstoff, Stickstoff und andere unerwünschte Gase zu entfernen. Bei risikoreichen Operationen verhindern Hafniumzusätze die Verdampfung von Hydraulikflüssigkeit aufgrund seiner starken Anti-Flüchtigkeit, was es ideal für industrielle und medizinische Hydraulikflüssigkeiten macht.