哈金属：稀有金属材料中的“哈将军”

在自然界中，稀有金属锆和铪形影不离，都是核反应堆必不可少的原材料，故有核反应堆的“哼哈”二将之称。说起金属锆，大家肯定都不陌生，在元素周期表中属IVB族元素，元素符号为Zr，原子序数40，其具有良好的耐腐蚀性能、极低的热中子吸收截面以及较高的熔点，可广泛应用于化工、陶瓷、冶金、核工业等领域。

但说起金属铪，大部分人肯定会觉得非常陌生。其实，铪也是一种稀有金属，跟锆同属IVB族元素，原子序数为72，铪存在于锆的矿物中，是一种银白色金属，粉末呈黑色，密度为13.09克/立方厘米，沸点为5400℃，熔点为2222℃，具有突出的核性能，因其热中子截面可达105b，且经长期辐照后没有明显下降，加之其良好的热水腐蚀抗力和机械性能，是一种理想的核反应堆燃料控制棒材料。

铪颗粒

      锆是在1789年分析锆英石时发现的，而铪的发现较之晚了一百多年，于1922年才被发现。自铪被发现了以后，人们一直在研究锆铪的分离工艺，因铪和锆的电子结构和物理化学性质相似，二者常常成对出现在矿物中，在自然界中共生共存，分离非常困难。美国是最早研究锆铪分离的国家，1925年，德·布尔与范·阿克尔发表了提纯铪和制造延性铪的方法，即碘化法制备铪。1951年，因美国军事工业发展的需要，使得铪工业逐步得到发展，以氧化铪为原料，经过氯化得到四氯化铪，再用镁还原法制得海绵铪，最终将海绵铪经过真空电弧熔炼或碘化法处理得到结晶铪，又叫高纯铪，铪和锆元素含量达99.9%以上。

铪金属条

     铪材料可应用于航空航天、半导体镀膜等多个领域。其中，在航空航天领域，将添加1.25%铪的铸造型镍基高温单晶合金用作飞机发动机的涡轮叶片，可提升发动机的功率、推力及寿命。添加10%铪的铌基合金（C-103），因具有良好的塑性加工性能、焊接性能及耐高温性能，可用作火箭发动机的喷嘴；高纯铪粉则可用作火箭燃烧剂。在半导体镀膜领域，高纯铪用于制作64位以上（12纳米以下）CPU芯片的半导体电子隔栅，成品铪靶对纯度、晶粒度、表面粗糙度、平整度以及公差范围要求高，锆含量＜0.5%；在光学镀膜领域，随着激光在工业中的大量应用，高纯铪被大量用作光学组件增透膜镀膜靶材。在等离子切割领域，铪丝用于制作等离子切割电极头；在枪弹领域，高纯铪粉用于穿甲燃烧弹的燃烧剂；碳化铪粉主要用于硬质合金领域；高纯四氯化铪用于大功率LED领域等。

铪 条

      随着国力的提升和海洋经济的发展，建设强大的海军已提上日程，增建的核潜艇和规划中的核航母均需要大量的铪材作为动力反应堆的燃料控制棒。在民用核领域，重点研发小型模块化商业堆和高温气冷堆以突出安全性，高纯铪也将得到更广泛的应用。未来，金属铪将是国家发展战略型武器装备的关键材料，也是国家高端制造业发展过程中不可或缺的关键性材料！

铪靶材