Argento Metalli rari Hafnium Hf Materiale della canna di controllo nucleare CAS 7440-58-6

Afnio (Hf): Materiale per barre di controllo nucleari, leghe resistenti al calore e getter per vuoto

Formula chimica: Hf, Numero atomico: 72, Peso atomico: 178,49. È un metallo di transizione grigio-argento lucente con sei isotopi naturali stabili: Hf-174, 176, 177, 178, 179 e 180. È resistente all'acido cloridrico diluito, all'acido solforico e alle soluzioni alcaline forti, ma si dissolve in acido fluoridrico e acqua regia.

L'afnio metallico è grigio-argento con lucentezza metallica. Ha due allotropi:

• α-Hf: Struttura esagonale compatta (1750°C), con temperatura di trasformazione più alta dello zirconio.
• β-Hf: Esiste una forma allotropica ad alta temperatura.

L'afnio ha un'elevata sezione d'urto di assorbimento dei neutroni, che lo rende adatto per i materiali di controllo dei reattori. Due strutture cristalline:

• Sotto i 1300°C: Forma esagonale compatta (α-forma)
• Sopra i 1300°C: Forma cubica a corpo centrato (β-forma)

È un metallo malleabile che diventa duro e fragile quando contiene impurità. Stabile all'aria, solo la superficie si scurisce quando viene riscaldato. Sottili filamenti possono essere accesi dalla fiamma di un fiammifero. Le proprietà assomigliano a quelle dello zirconio. Non reagisce con l'acqua, gli acidi diluiti o gli alcali forti, ma si dissolve facilmente in acqua regia e acido fluoridrico. Mostra principalmente lo stato di ossidazione +4 nei composti. La lega Hf (Ta4HfC5) ha il punto di fusione più alto conosciuto (~4215°C).

Applicazioni

1. Per la produzione di leghe resistenti al calore.
2. Per l'assorbimento dei neutroni nell'industria nucleare.
3. Per la produzione di getter.

Serie di prodotti

Informazioni sulla salute e la sicurezza

Specifiche di imballaggio

• Imballaggio standard: 50 kg/fusto, 500 kg/pallet, sacchi da tonnellata
• Imballaggio campione: 500 g/sacchetto, 1 kg/bottiglia

Informazioni sull'afnio 
Può essere preparato mediante riduzione con magnesio del tetracloruro di afnio o decomposizione termica del tetracloruro di afnio. HfCl4 e K2HfF6 possono essere utilizzati anche come materie prime. Viene prodotto per elettrolisi in sali fusi NaCl-KCl-HfCl4 (o K2HfF6), seguendo processi simili alla produzione di zirconio.

L'afnio coesiste per lo più con lo zirconio senza depositi indipendenti. L'attuale produzione utilizza ossido di afnio grezzo (HfO2) separato durante la lavorazione dello zirconio. L'HfO2 viene estratto utilizzando metodi a resina a scambio ionico, quindi l'afnio metallico viene preparato utilizzando gli stessi metodi dello zirconio.

L'afnio è prezioso per le sue proprietà di emissione di elettroni (ad es. filamenti di lampade a incandescenza). Utilizzato come catodi per tubi a raggi X, con leghe di tungsteno o molibdeno come elettrodi per tubi a scarica ad alta tensione. Comunemente utilizzato nei catodi a raggi X e nella produzione di filamenti di tungsteno. L'afnio puro è duttile, facile da lavorare, resistente al calore e alla corrosione, il che lo rende importante per l'industria dell'energia nucleare. Con un'ampia sezione d'urto di cattura dei neutroni termici, è ideale per l'assorbimento dei neutroni. Utilizzato come barre di controllo e dispositivi di protezione nei reattori nucleari. La polvere di afnio funge da propellente per razzi. Nell'industria elettrica, utilizzato per i catodi dei tubi a raggi X. Le leghe Hf proteggono gli ugelli dei razzi e le superfici dei veicoli di rientro. Le leghe Hf-Ta producono acciai per utensili e materiali resistenti. Come additivo nelle leghe resistenti al calore, l'afnio viene incorporato in leghe di tungsteno, molibdeno e tantalio. L'elevata durezza e il punto di fusione del carburo di afnio lo rendono adatto agli additivi per leghe dure. Ta4HfC5 ha un punto di fusione di ~4215°C - il più alto conosciuto. Nei sistemi riempiti di gas, l'afnio funziona come getter per rimuovere ossigeno, azoto e altri gas indesiderati. Nelle operazioni ad alto rischio, gli additivi di afnio prevengono l'evaporazione del fluido idraulico grazie alla sua forte anti-volatilità, rendendolo ideale per fluidi idraulici industriali e medicali.