Нет ничего практичней хорошей теории. В. И. Ленин.

На заре прошлого века Нильс Бор предсказал, что последним редкоземельным металлом станет элемент № 72, похожий на цирконий. В 1923 Д. Костер и Д. де Хевеши открыли этот элемент с предсказанными Бором свойствами в скандинавских цирконах. И сегодня источником получения гафния остаются циркониевые руды. Имя гафний получил от древнеримского названия Копенгагена — Hafnia… В ХХI веке ежегодная мировая добыча гафния превышает 70 тонн — пропорциональна добыче циркония. Наибольше гафния добывают Австралия и ЮАР. Цена гафния 99% чистоты около $ 780 за килограмм.

Физические свойства

Гафний (символ Hf) — жаростойкий серебристо-стального цвета металл. Его кристаллическая решётка имеет гексагональную структуру, плотность превышает 13 г/см³. Температура плавления 2150 °C. Сечение захвата тепловых нейтронов около 100 барн, в пятьсот раз больше, чем у циркония. Поэтому цирконий, использующийся для ядерной энергетики должен быть очищен от гафния. Природный изотоп ¹⁷⁴ Hf α-активен, его полураспад — около 2x10¹⁵ лет.

Применение

Ядерная энергетика. Способность к захвату нейтронов обуславливает применение гафния в регулирующих стержнях ТВЭЛов, спецкерамики и стекла (оксид, борид, оксокарбид, карбид, гафнат лития, гафнат диспрозия). Сплав Ta-W-Hf — наилучший для подачи топлива в газофазных атомных двигателях.

Оптика. Благодаря жаростойкости и очень высокой степени преломления HfO₂ и HfF₄ используют в составе волоконной оптики, астрономических и многослойных рентгеновских зеркал, а также приборов ночного видения.

Радиоэлектроника. Низкая работа выхода электронов (3,53 эВ), позволяет производить из Hf катоды мощных радиоламп и электронных пушек и эффективные термоэмиссионные электрогенераторы.

Электротехника. Наряду с жаростойкостью, малая работа выхода электрона позволяет использовать Hf в производстве электродов для сварки в аргоне, особенно для сварки низкоуглеродистой стали в атмосфере CO₂, где такие электроды оказались почти в 4 раза более стойкими, чем вольфрамовые. Отметим также большой экономический эффект применения сплава гафний-тантал для электродов кислородно-пламенной и воздушно-плазменной резки металлов. У сплава Hf — 77%, Ta — 20%, W — 2%, Ag — 0,5%, Cs — 0,1%, Cr — 0,4% девятикратный ресурс работы по сравнению с чистым гафнием.

Сплавы. Добавка 1% Hf к алюминию значительно упрочняет сплав, повышает предел прочности при растяжении, сдвиге и кручении, улучшает стойкость к вибрации и ударным нагрузкам Гафний кардинально упрочняет сплавы кобальта, так необходимых в современных перерабатывающих отраслях. Карбид и борид гафния (t° пл. 3250°C) используют в составе сверхтвердых сплавов, в конструкции газофазных атомных котлов и в производстве ракетных сопел, а также как износоустойчивое напыление. Сплав HfB₂+ Ni актуален как исключительно износоустойчивое композитное покрытие. Сплав карбида гафния 20% и карбида тантала 80% считается самым термостойким из известных материалов (t° пл. 4216 °C).

Машиностроение. Титановые сплавы, легированные гафнием, служат основой деталей судовых двигателей. Добавка гафния к никелю упрочняет сплав, повышает коррозионную стойкость, облегчает сварку и уплотняет сварной шов. Присадка гафния к танталу приводит к образованию на поверхности защитной пленки сложных оксидов, которые повышают стойкость к окислению к теплосменам (тепловым ударам). На основе сплавов этих двух металлов были созданы материалы для реактивных двигателей — газовые рули, сопла и т. п.

Другие области применения. Гафнием легируют такие редкоземельные элементы как тербий и самарий при создании мощных постоянных магнитов. Диэлектрики на основе HfO₂ с высокой диэлектрической проницаемостью сегодня успешно заменяют оксид кремния в компьютерах, позволяя достичь гораздо большей плотности заполнения чипов. Диэлектрик силицид гафния также имеют значительную диэлектрическую проницаемость. Сплавы гафния и скандия известны в микроэлектронике как основа резистивных пленок.

Процентный состав

Нормы содержания контролируемых примесей, %, не более

Перспективные области применения

Hf-178m2 — побочный продукт ядерной энергетики (отработанные поглотительные гафниевые стержни в АЭС). Этот изотоп (период полураспада 31 год) содержит избыток энергии, которую можно высвободить облучением ядра. Энергия, заключенная в 1 гр. Hf-178m2, эквивалентна 50 кг тротила. Это может использоваться для «накачки» компактных боевых лазеров и как регулируемый источник гамма-лучей, например, в дефектоскопии и как ёмкий источник энергии для транспорта.

Поставка

Поставляем сертифицированный гафниевый прокат. В спецификацию включены данные по процентному составу и механическим качествам продукции. У нас легко купить оптом любые полуфабрикаты для масштабных производств. Мы также сотрудничаем с розничными покупателями. Высокий уровень сервиса и оперативность обслуживания являются лицом нашей компании.

Купить по выгодной цене

На сайте Evek GmbH отражена самая оперативная информация по приобретению проката из редких и тугоплавких металлов на сегодняшний день. Опытные менеджеры, которые всегда на связи, готовы предоставить высококвалифицированную консультативную помощь по любым текущим вопросам. Реализуем полуфабрикаты из редких и цветных по конкурентной цене. Продукция изготовлена на самом современном оборудовании и отвечает требованиям качества международным стандартам качества. Постоянным клиентам предоставляется система дисконтных скидок.