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하프늄의 성능과 적용
화학 기호 Hf, 원자 번호 72, 녹는점 2233℃인 하프늄은 녹는점이 높은 희귀 금속입니다. 금속 하프늄은 공기 중에 산화막 층을 형성하여 내식성이 강하고 화학적 특성이 안정적입니다. 금속 하프늄 분말은 매우 활성이며 공기 중에서 가연성입니다.
하프늄과 지르코늄은 공생 관계에 있습니다. 자연에는 단일 하프늄 광물은 존재하지 않습니다. 지르코늄 광물에는 보통 1~2%의 하프늄이 함유되어 있습니다. 일부는 5% 하프늄을 함유하고 있습니다. 하프늄의 제조 기술은 매우 복잡합니다. 하프늄은 정말 희귀한 금속입니다. 하프늄은 주로 호주, 남아프리카공화국, 미국, 브라질, 인도 및 기타 국가에서 발견됩니다. 지르코늄 모래를 원료로 하여 추출 및 분리하면 산화 하프늄이 됩니다. 그리고 사염화 하프늄의 염소화, 정제, 환원 과정을 거쳐 최종적으로 스펀지 하프늄을 얻게 됩니다. 그러나 스펀지 하프늄은 가소성이 없기 때문에 요오드화하여 하프늄 잉곳으로 녹여야 합니다. 이후 단조, 샌드 블라스팅, 산세, 냉간 압연 과정을 거쳐 스트립, 바 및 기타 재료가 형성됩니다. 다른 금속과 용융하면 다양한 하프늄 합금이 형성됩니다.
우수한 핵 성능으로 인해 금속 하프늄은 원자력 산업에서 널리 사용됩니다. 용접 성능, 가공 성능, 고온 저항성 및 내식성 성능이 우수합니다. 중성자 흡수체로서 넓은 면적의 열 중성자를 포집할 수 있으며 핵 반응 제어봉 및 보호 장치를 생산하는 데 사용할 수 있습니다. 또한 하프늄은 전자를 발사하는 경향이 있습니다. X-선 튜브의 음극으로 사용할 수 있으며 태양광 제조 산업에서 흔히 사용되는 전자 소재입니다. 하프늄은 연성, 항산화 능력, 고온 저항성이 강한 좋은 합금 소재입니다. 약 10%의 하프늄을 함유한 니오브-하프늄 합금은 항공우주 산업에서 일반적으로 사용됩니다. 약 2%의 하프늄을 함유한 탄탈륨-텅스텐 합금은 크리프 강도가 높아 우주선의 보호층 재료로 사용할 수 있습니다.
Chin Trento
