ハフニウムの性能と応用
ハフニウムは、化学記号Hf、原子番号72、融点2233℃の高融点レアメタルです。金属ハフニウムは空気中で酸化皮膜を形成し、強い耐食性と安定した化学的性質を持つ。金属ハフニウム粉末は非常に活性が高く、空気中で可燃性である。
ハフニウムとジルコニウムは共生関係にある。自然界には単一のハフニウム鉱物は存在しない。ジルコニウム鉱物は通常1％～2％のハフニウムを含む。中には5％のハフニウムを含むものもある。ハフニウムの調製技術は非常に複雑である。ハフニウムはまさにレアメタルである。ハフニウムは主にオーストラリア、南アフリカ、米国、ブラジル、インドなどで産出される。ジルコニウムの砂を原料として、抽出と分離を行い、酸化ハフニウムを得ます。そして、塩素化、精製、四塩化ハフニウムの還元を経て、最終的にスポンジハフニウムができる。しかし、スポンジ状のハフニウムは可塑性がないため、ヨウ素化し、溶かしてハフニウムインゴットにする必要があります。さらに鍛造、サンドブラスト、酸洗、冷間圧延を経て、帯材、棒材などが形成される。他の金属と溶融することにより、様々なハフニウム合金が形成される。
金属ハフニウムはその優れた核性能により、原子力産業で広く使用されている。溶接性能、加工性能、耐高温性、耐食性に優れています。中性子吸収材として、広い範囲の熱中性子を捕獲することができ、核反応制御棒や保護装置の製造に使用することができる。また、ハフニウムは電子を発射しやすい。X線管の陰極として使用でき、光電池製造業界では一般的な電子材料である。ハフニウムは優れた合金材料であり、強い延性、酸化防止能、高温耐性を持つ。約10%のハフニウムを含むニオブ-ハフニウム合金は、航空宇宙産業で一般的に使用されている。約2％のハフニウムを含むタンタル-タングステン合金は、高いクリープ強度を持ち、宇宙船の保護層材料として使用できる。
