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金屬鉿全球儲量有限 下游可應用范圍廣

軍工資源網 2022年04月14日

鉿可與其他金屬形成合金,最具代表性的是鉿-鉭合金,例如五碳化四鉭鉿(Ta4HfC5),具有高熔點特性,五碳化四鉭鉿的熔點可達到4215℃,是目前已知的熔點最高的物質。

鉿,化學符號為Hf,是一種金屬元素,屬于過渡金屬,單質外觀為銀灰色并帶有金屬光澤,莫氏硬度5.5,熔點2233℃,有塑性。鉿在空氣中可形成氧化物覆蓋層,常溫下性質穩定,粉末鉿在空氣中可自燃,高溫下可與氧氣、氮氣發生反應。鉿不與水、稀酸例如稀鹽酸、稀硫酸以及強堿溶液發生反應,可溶于強酸例如王水、氫氟酸中,抗腐蝕性優。

鉿元素于1923年被發現。鉿在地殼中含量少,僅為0.00045%,一般與金屬鋯伴生,無單獨礦石,在多數鋯礦中可發現鉿,例如鈹鋯石、曲晶石、鋯石等礦石,前兩種礦石鉿含量較高但儲量少,鋯石是鉿的主要來源。在全球范圍內,鉿資源總儲量在100萬噸以上,儲量較大的國家主要有南非、澳大利亞、美國、巴西、印度等,在我國廣西等地區也有鉿礦分布。

1925年,瑞典和荷蘭的兩位發現鉿元素的科學家,利用含氟絡鹽分級結晶法以及金屬鈉還原法制備得到金屬鉿。鉿有兩種晶體結構,在溫度低于1300℃時呈現六方密堆積(α-式),溫度高于1300℃時呈現體心立方(β-式)。鉿還有六種穩定同位素,分別是鉿174、鉿176、鉿177、鉿178、鉿179、鉿180。在全球范圍內,美國與法國是金屬鉿的主要生產國。

鉿的化合物主要有二氧化鉿(HfO2)、四氯化鉿(HfCl4)、氫氧化鉿(H4HfO4)等。二氧化鉿、四氯化鉿可用來生產金屬鉿,二氧化鉿還以可制備鉿合金,氫氧化鉿可制備多種鉿化合物。鉿可與其他金屬形成合金,最具代表性的是鉿-鉭合金,例如五碳化四鉭鉿(Ta4HfC5),具有高熔點特性,五碳化四鉭鉿的熔點可達到4215℃,是目前已知的熔點最高的物質。

根據新思界產業研究中心發布的《2022-2026年金屬鉿行業深度市場調研及投資策略建議報告》顯示,金屬鉿可制造白熾燈燈絲、X射線管陰極、處理器柵極電介質;鉿鎢合金、鉿鉬合金可制造高壓放電管電極,鉿鉭合金可制造電阻材料、工具鋼;碳化哈(HfC)可用于火箭噴嘴、飛行器前沿保護層方面,硼化鉿(HfB2)可用作高溫合金;此外,金屬鉿中子吸收截面大,還可用作原子反應堆的控制材料和保護裝置。

新思界行業分析人士表示,由于鉿具有抗氧化、耐腐蝕、耐高溫、易加工等優點,其金屬、合金、化合物等下游可應用范圍廣,可應用在電子材料、耐高溫材料、硬質合金材料、原子能材料等生產領域。隨著新材料、電子信息、航空航天等產業快速發展,鉿的應用領域不斷拓寬,新型產品不斷問世,未來發展前景良好。

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