Srebro Metale Rzadkie Hafn Hf Materiał prętów kontrolnych reaktora jądrowego CAS 7440-58-6

Hafn (Hf): Materiał prętów kontrolnych w reaktorach jądrowych, stopy żaroodporne i getter próżniowy

Wzór chemiczny: Hf, Liczba atomowa: 72, Masa atomowa: 178,49. Jest to lśniący, srebrzysto-szary metal przejściowy z sześcioma naturalnie stabilnymi izotopami: Hf-174, 176, 177, 178, 179 i 180. Jest odporny na rozcieńczony kwas solny, kwas siarkowy i mocne roztwory alkaliczne, ale rozpuszcza się w kwasie fluorowodorowym i wodzie królewskiej.

Metaliczny hafn jest srebrzysto-szary z metalicznym połyskiem. Ma dwie odmiany alotropowe:

• α-Hf: Struktura heksagonalna zwarta (1750°C), z wyższą temperaturą przemiany niż cyrkon.
• β-Hf: Istnieje wysokotemperaturowa forma alotropowa.

Hafn ma duży przekrój czynny na wychwyt neutronów, co czyni go odpowiednim materiałem do kontroli reaktorów. Dwie struktury krystaliczne:

• Poniżej 1300°C: Heksagonalna struktura zwarta (α-forma)
• Powyżej 1300°C: Kubiczna struktura przestrzennie centrowana (β-forma)

Jest to plastyczny metal, który staje się twardy i kruchy, gdy zawiera zanieczyszczenia. Stabilny w powietrzu, tylko powierzchnia ciemnieje po podgrzaniu. Cienkie włókna mogą zapalić się od płomienia zapałki. Właściwości przypominają cyrkon. Nie reaguje z wodą, rozcieńczonymi kwasami ani mocnymi zasadami, ale łatwo rozpuszcza się w wodzie królewskiej i kwasie fluorowodorowym. Głównie wykazuje stan utlenienia +4 w związkach. Stop Hf (Ta4HfC5) ma najwyższą znaną temperaturę topnienia (~4215°C).

Zastosowania

1. Do produkcji stopów żaroodpornych.
2. Do absorpcji neutronów w przemyśle jądrowym.
3. Do produkcji getterów.

Serie produktów

Informacje dotyczące zdrowia i bezpieczeństwa

Specyfikacje pakowania

• Standardowe opakowanie: 50 kg/bęben, 500 kg/paleta, worki tonowe
• Przykładowe opakowanie: 500 g/worek, 1 kg/butelka

O Hafnie 
Można go otrzymać przez redukcję magnezową chlorku hafnu lub termiczny rozkład chlorku hafnu. HfCl4 i K2HfF6 mogą być również używane jako surowce. Jest produkowany przez elektrolizę w stopionych solach NaCl-KCl-HfCl4 (lub K2HfF6), stosując procesy podobne do produkcji cyrkonu.

Hafn najczęściej współwystępuje z cyrkonem, bez niezależnych złóż. Obecna produkcja wykorzystuje surowy tlenek hafnu (HfO2) oddzielony podczas przetwarzania cyrkonu. HfO2 jest ekstrahowany metodami żywicy jonowymiennej, a następnie metaliczny hafn jest przygotowywany przy użyciu tych samych metod, co cyrkon.

Hafn jest cenny ze względu na swoje właściwości emisji elektronów (np. włókna żarówek). Używany jako katody w lampach rentgenowskich, ze stopami wolframu lub molibdenu jako elektrodami w rurach wyładowczych wysokiego napięcia. Powszechnie stosowany w katodach rentgenowskich i produkcji włókien wolframowych. Czysty hafn jest ciągliwy, łatwy w obróbce, odporny na ciepło i korozję, co czyni go ważnym dla przemysłu energetyki jądrowej. Z dużym przekrojem czynnym na wychwyt neutronów termicznych, jest idealny do absorpcji neutronów. Używany jako pręty kontrolne i urządzenia ochronne w reaktorach jądrowych. Proszek hafnu służy jako paliwo rakietowe. W przemyśle elektrycznym, używany do katod w lampach rentgenowskich. Stopy Hf chronią dysze rakietowe i powierzchnie pojazdów powrotnych. Stopy Hf-Ta wytwarzają stale narzędziowe i materiały rezystorowe. Jako dodatek do stopów żaroodpornych, hafn jest włączany do stopów wolframu, molibdenu i tantalu. Wysoka twardość i temperatura topnienia węglika hafnu sprawiają, że nadaje się on do dodatków do stopów twardych. Ta4HfC5 ma temperaturę topnienia ~4215°C - najwyższą znaną. W systemach napełnionych gazem, hafn działa jako getter do usuwania tlenu, azotu i innych niepożądanych gazów. W operacjach wysokiego ryzyka, dodatki hafnu zapobiegają parowaniu płynu hydraulicznego ze względu na jego silne działanie anty-lotne, co czyni go idealnym do przemysłowych i medycznych płynów hydraulicznych.