Diverzita aplikácie hafnia kovu

Väčšina vyrobeného hafnia sa používa na výrobu regulačných tyčí pre jadrové reaktory.[28]

Pozdvihnite svoje projekty pomocou nášho prémiového hafniového drôtu: presné veľkosti od 0,8 mm do 6 mm pre vynikajúci výkon.

Normy:

Hafnium má obmedzené technické využitie v dôsledku niekoľkých faktorov. Po prvé, je to veľmi podobné zirkónu, hojnejšiemu prvku, ktorý sa dá použiť vo väčšine prípadov. Po druhé, čisté hafnium nebolo široko dostupné až do konca 50-tych rokov 20. storočia, keď sa stalo vedľajším produktom potreby jadrového priemyslu zirkónu bez obsahu hafnia.

Aplikácie:

Jadrové reaktory

Jadrá niekoľkých izotopov hafnia môžu absorbovať viacero neutrónov. Vďaka tomu je hafnium dobrý materiál pre riadiace tyče jadrových reaktorov. Jeho prierez zachytávania neutrónov (Capture Resonance Integral Io ≈ 2000 barnov)[59] je asi 600-krát väčší ako prierez zirkónu (ďalšie prvky, ktoré sú dobrými absorbérmi neutrónov pre riadiace tyče, sú kadmium a bór). Vynikajúce mechanické vlastnosti a výnimočné antikorózne vlastnosti umožňujú jeho použitie v drsnom prostredí tlakovodných reaktorov.[28] Nemecký výskumný reaktor FRM II využíva hafnium ako pohlcovač neutrónov.[60] Vo vojenských reaktoroch, najmä v amerických námorných podmorských reaktoroch, je tiež bežné spomaliť rýchlosť reaktorov, ktorá je príliš vysoká.[61][62] V civilných reaktoroch sa vyskytuje len zriedka, prvé jadro atómovej elektrárne Shippingport (konverzia námorného reaktora) je pozoruhodnou výnimkou.[63]

Zliatiny

Raketová dýza lunárneho modulu Apollo obsahujúca hafnium v ​​pravom dolnom rohu

Hafnium sa používa v zliatinách so železom, titánom, nióbom, tantalom a inými kovmi. Zliatina používaná pre trysky rakiet na kvapalné palivo, napríklad hlavný motor lunárnych modulov Apollo, je C103, ktorá pozostáva z 89 % nióbu, 10 % hafnia a 1 % titánu.[64]

Malé prídavky hafnia zvyšujú priľnavosť ochranných oxidových šupín na zliatinách na báze niklu. Tým zlepšuje odolnosť proti korózii, najmä v podmienkach cyklických teplôt, ktoré majú tendenciu lámať oxidové usadeniny, tým, že vyvoláva tepelné napätie medzi sypkým materiálom a vrstvou oxidu.[65][66][67]

Mikroprocesory

Zlúčeniny na báze hafnia sa používajú v bránach tranzistorov ako izolátory v 45 nm (a menej) generácii integrovaných obvodov od Intel, IBM a iných.[68][69] Zlúčeniny na báze oxidu hafnia sú praktické vysokok dielektriká, ktoré umožňujú zníženie zvodového prúdu hradla, čo zlepšuje výkon v takýchto mierkach.[70][71][72]

Izotopová geochémia

In most geologic materials, zircon is the dominant host of hafnium (>10,000 ppm) a je často stredobodom štúdia hafnia v geológii.[77] Hafnium sa ľahko nahrádza v kryštálovej mriežke zirkónu a je preto veľmi odolné voči pohyblivosti hafnia a kontaminácii. Zirkón má tiež extrémne nízky pomer Lu/Hf, vďaka čomu je akákoľvek korekcia na počiatočné lutécium minimálna. Hoci systém Lu/Hf možno použiť na výpočet „modelového veku“, tj času, v ktorom bol odvodený z daného izotopového rezervoáru, akým je ochudobnený plášť, tieto „veky“ nemajú taký geologický význam ako iné geochronologické techniky, pretože výsledky často poskytujú izotopové zmesi a tak poskytujú priemerný vek materiálu, z ktorého boli odvodené.

Granát je ďalší minerál, ktorý obsahuje značné množstvo hafnia, ktoré pôsobí ako geochronometer. Vysoké a premenlivé pomery Lu/Hf nachádzajúce sa v granáte ho robia užitočným na datovanie metamorfných udalostí.

Iné použitia

Vzhľadom na svoju tepelnú odolnosť a afinitu ku kyslíku a dusíku je hafnium dobrým zachytávačom kyslíka a dusíka v plynom plnených a žiarovkách. Hafnium sa tiež používa ako elektróda pri plazmovom rezaní, pretože má schopnosť uvoľňovať elektróny do vzduchu.[79]

Vysoký energetický obsah 178 m2Hf bol predmetom záujmu programu financovaného DARPA v USA. Tento program nakoniec dospel k záveru, že použitie vyššie uvedeného 178 m2Hf jadrového izoméru hafnia na konštrukciu vysokovýkonných zbraní s röntgenovými spúšťacími mechanizmami - aplikácia indukovanej gama emisie - bolo nerealizovateľné kvôli jeho nákladom. Pozri spor o hafnium.

Metalocénové zlúčeniny hafnia možno pripraviť z chloridu hafnia a rôznych druhov ligandov cyklopentadiénového typu. Snáď najjednoduchším metalocénom hafnia je hafnocéndichlorid. Hafniové metalocény sú súčasťou veľkej zbierky metalocénových katalyzátorov na báze prechodných kovov [80] skupiny 4, ktoré sa používajú na celom svete pri výrobe polyolefínových živíc, ako je polyetylén a polypropylén.

Na riadenú izoselektívnu polymerizáciu propylénu je možné použiť pyridylamidohafniový katalyzátor, ktorý sa potom môže kombinovať s polyetylénom, čím sa získa oveľa tvrdší recyklovaný plast.

Diselenid hafnia je študovaný v spintronike vďaka svojej vlne hustoty náboja a supravodivosti.