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하프늄

Hafnium
2021 마이크로소프트 Exchange 서버 데이터 유출의 원인이 된 그룹은 하프늄(그룹)을 참조하십시오.
화합물 불화수소, 화학식 HF와 혼동하지 마십시오.
Hafnium, 72Hf
하프늄
발음/ˈh æ fni əm/ (HAF-neee-əm)
외모스틸 그레이
표준 원자량 Ar°(Hf)
주기율표의 하프늄
수소 헬륨
리튬 베릴륨 붕소 탄소 질소 산소 불소 네온
나트륨 마그네슘 알루미늄 실리콘 인 유황 염소 아르곤
칼륨 칼슘 스칸듐 티타늄 바나듐 크롬 망간 철 코발트 니켈 구리 아연 갈륨 게르마늄 비소 셀레늄 브로민 크립톤
루비듐 스트론튬 이트륨 지르코늄 니오븀 몰리브덴 테크네튬 루테늄 로듐 팔라듐 실버 카드뮴 인듐 주석 안티몬 텔루륨 요오드 제논
세슘 바륨 란타넘 세륨 프라세오디뮴 네오디뮴 프로메튬 사마륨 유로피움 가돌리늄 테르븀 디스프로시움 홀뮴 에르븀 툴륨 이테르븀 루테튬 하프늄 탄탈룸 텅스텐 레늄 오스뮴 이리듐 플래티넘 골드 수은(원소) 탈륨 이끌다 비스무트 폴로늄 아스타틴 라돈
프랑슘 라듐 악티늄 토륨 프로탁티늄 우라늄 넵투늄 플루토늄 아메리슘 퀴륨 베르켈륨 칼리포르늄 아인슈타이늄 페르미움 멘델레비움 노벨륨 로렌시움 러더포디움 더브늄 시보르기움 보륨 하시움 메이트네륨 다름슈타티움 뢴트게늄 코페르니쿠스 니혼륨 플로비움 모스크바 주 리버모리움 테네신 오가네손
Zr
↑
Hf
↓
Rf
lutetium ← hafnium → tantalum
원자번호 (Z)72
그룹.4조
기간6교시
블록 디블록
전자구성[Xe] 4f14 5d2 6s2
쉘당 전자수2, 8, 18, 32, 10, 2
물성
단계 STP에서단단한
융점2506 K (2233 °C, 4051 °F)
끓는점4876 K (4603 °C, 8317 °F)
밀도 (rt 근처)13.31g/cm3
액체 상태일 때(m.p.)12g/cm3
핵융합열27.2kJ/mol
기화열648kJ/mol
몰 열용량25.73 J/(mol·K)
증기압
P (파) 1 10 100 1k 10k 100k
(K)에 2689 2954 3277 3679 4194 4876
원자의 성질
산화상태-2, 0, +1, +2, +3, +4(암포테릭 산화물)
전기음성도폴링 척도: 1.3
이온화 에너지
  • 1st: 658.5 kJ/mol
  • 2nd: 1440 kJ/mol
  • 3rd: 2250 kJ/mol
원자 반지름경험: 오후 159시
공유 반지름175±10pm
Color lines in a spectral range
하프늄의 분광선
기타속성
자연발생원시의
결정구조 육각밀봉(hcp)
Hexagonal close packed crystal structure for hafnium
열팽창5.9 µm/(m⋅K) (at 25 °C)
열전도율23.0 W(m⋅K)
전기저항331 nΩ⋅m (at 20 °C)
자기순서상자성의[3]
몰 자기 감수성+75.0×10−6 cm3/mol (at 298 K)[4]
영률78 GPa
전단탄성률30 GPa
벌크 모듈러스110 GPa
음속 가느다란 막대3010 m/s (at 20 °C)
포아송비0.37
모스 경도5.5
비커스 경도1520–2060 MPa
브리넬 경도1450–2100 MPa
CAS 번호7440-58-6
역사
명명하프니아 이후에 라틴어의 뜻: 코펜하겐, 발견된 곳
예측드미트리 멘델레예프 (1869)
검색 및 최초 격리더크 코스터와 조지 드 헤베시 (1922)
하프늄 동위 원소
주동위원소[5] 부패
통통 튀는 ­ 댄스 반감기 (t1/2) 모드 ­ 제품
172Hf 신스 1.87y ε 172루
174Hf 0.16% 7.0×1016 y[6] α 170Yb
176Hf 5.26% 안정적인.
177Hf 18.6% 안정적인.
178Hf 27.3% 안정적인.
178m2Hf 신스 31y IT 178Hf
179Hf 13.6% 안정적인.
180Hf 35.1% 안정적인.
182Hf 신스 8.9×106 y β− 182타
카테고리: 하프늄
참고 문헌

하프늄은 화학 원소로 기호 Hf와 원자번호 72를 가지고 있습니다. 반질반질하고 은회색의 4가 전이금속인 하프늄은 화학적으로 지르코늄과 비슷하며 많은 지르코늄 광물에서 발견됩니다. 이 원소의 존재는 1869년 드미트리 멘델레예프에 의해 예측되었지만, 1922년까지 확인되지 않았고, 디르크 코스터와 조지 드 헤베시에 의해 발견되었습니다.[7][8] (레늄 원소는 1908년 오가와 마사타카에 의해 발견되었지만, 당시에는 원자 번호가 잘못 확인되었습니다. 그리고 1925년 월터 노닥, 아이다 노닥, 오토 버그에 의해 재발견되기 전까지는 과학계에서 일반적으로 인정받지 못했습니다. 이것은 하프늄이나 레늄이 마지막으로 발견되었는지를 말하기가 다소 어렵게 만듭니다.)[9] 하프늄은 발견된 코펜하겐의 라틴어 이름인 하프니아의 이름을 따서 지어졌습니다.[10][11]

하프늄은 필라멘트와 전극에 사용됩니다. 일부 반도체 제조 공정은 산화물을 45 나노미터 이하의 형상 길이에서 집적 회로에 사용합니다. 특수 용도에 사용되는 일부 초합금에는 니오븀, 티타늄 또는 텅스텐과 함께 하프늄이 포함되어 있습니다.

하프늄은 중성자 포획 단면이 크기 때문에 원전 내 제어봉에서 중성자 흡수에 좋은 물질이지만 동시에 원자로에서 사용되는 중성자 투명 내식성 지르코늄 합금에서 제거해야 합니다.

특성.

신체적 특성

하프늄 조각

하프늄은 광택이 있고 은빛을 띠며 연성을 띠는 금속으로, 같은 원자가 전자 수를 가지고 있고 같은 그룹에 속해 있다는 점에서 지르코늄과[12] 화학적으로 유사합니다. 또한, 그들의 상대론적 효과는 비슷합니다. 5기에서 6기까지 예상되는 원자 반경의 팽창은 란타넘족 수축에 의해 거의 정확하게 상쇄됩니다. 하프늄은 2388K에서 육각형의 촘촘한 격자인 알파 형태에서 몸체 중심의 입방 격자인 베타 형태로 바뀝니다.[13] 하프늄 금속 샘플의 물리적 특성은 지르코늄 불순물, 특히 핵 특성에 의해 현저하게 영향을 받는데, 이 두 원소는 화학적 유사성 때문에 분리하기가 가장 어려운 원소 중 하나이기 때문입니다.[12]

이 금속들 사이의 주목할 만한 물리적 차이는 밀도인데, 지르코늄은 하프늄 밀도의 약 1/2을 가지고 있습니다. 하프늄의 가장 주목할 만한 핵 특성은 높은 열 중성자 포획 단면과 여러 다른 하프늄 동위원소의 핵이 각각 2개 이상의 중성자를 쉽게 흡수한다는 것입니다.[12] 이와 대조적으로 지르코늄은 열 중성자에 대해 실질적으로 투명하며 원자로의 금속 부품, 특히 핵 연료봉의 피복에 일반적으로 사용됩니다.

화학적 특성

참고 항목: 카테고리:하프늄 화합물
이산화 하프늄(HfO2)

하프늄은 공기 중에서 반응하여 추가 부식을 억제하는 보호막을 형성합니다. 그럼에도 불구하고 금속은 불산과 농축 황산의 공격을 받아 할로겐으로 산화되거나 공기 중에서 연소될 수 있습니다. 자매 금속 지르코늄처럼 미세하게 분할된 하프늄은 공기 중에서 자발적으로 점화될 수 있습니다. 금속은 농축 알칼리에 강합니다.

란타넘 수축의 결과로 하프늄과 지르코늄의 화학적 성질이 매우 비슷하여 서로 다른 화학 반응을 바탕으로 분리할 수 없습니다. 화합물의 녹는점과 끓는점, 용매에 대한 용해도가 이들 쌍둥이 원소의 화학적 성질에서 가장 큰 차이입니다.[14]

동위 원소

주요 기사: 하프늄 동위 원소

최소 40개의 하프늄 동위원소가 관측되었으며, 질량수는 153에서 192에 이릅니다.[15][16][17] 5개의 안정 동위원소는 176에서 180 사이의 질량을 가지고 있습니다. 방사성 동위원소의 반감기는 Hf의[16] 경우 400ms에서 가장 안정적인 것인 원시 Hf의 경우 7.0×10년입니다16.[15][6]

멸종된 방사성핵종 Hf의 반감기는 8.9±0.1만년으로 행성핵 형성에 중요한 추적 동위원소입니다.[18] 핵 이성질체 Hf는 무기로서의 잠재적 사용과 관련하여 몇 년 동안 논란의 중심에 있었습니다.

발생

브라질 토칸틴스 지르콘 크리스탈 (2x2cm)

하프늄은 질량 기준으로 지구 상부 지각의 약 3.0~4.8ppm을 차지하는 것으로 추정됩니다.[19]: 5 지구상에는 자유 원소로 존재하지 않지만 지르콘, ZrSiO와4 같은 천연 지르코늄 화합물에서 지르코늄과 결합된 고체 용액에서 발견되며, 지르콘은 보통 Zr의 약 1-4%를 Hf로 대체합니다. 드물게 결정화 과정에서 Hf/Zr 비율이 증가하여 등구조 광물 하프논이 생성됩니다. (Hf,Zr)[20]SiO4, 원자 Hf > Zr. 비정상적으로 높은 Hf 함량을 포함하는 다양한 지르콘의 오래된 이름은 알바이트(alvite)입니다.[21]

지르콘(따라서 하프늄) 광석의 주요 공급원은 특히 브라질과 말라위의 페그마타이트, 그리고 탄산염 침입, 특히 웨스턴 오스트레일리아의 마운트 웰드에 있는 크라운 폴리메탈 광석입니다. 하프늄의 잠재적인 공급원은 호주 뉴사우스웨일스주 두보에 있는 희귀한 지르콘-하프늄 실리케이트 유디알라이트 또는 암스트롱라이트를 함유한 트라키타이트(trachyte tuffs)입니다.[22]

생산.

전자빔 재용해로에 사용되는 하프늄 소모성 전극의 용융 팁, 1 cm 큐브 및 산화 하프늄 전자빔 재용해 잉곳(좌~우)

티타늄 광석과 루틸의 중광산 사광상은 채굴된 지르코늄의 대부분을 산출하며, 따라서 하프늄의 대부분을 산출합니다.[23]

지르코늄은 중성자 포획 단면이 매우 낮고 고온에서 화학적 안정성이 좋은 좋은 핵연료봉 피복 금속입니다. 그러나 하프늄은 중성자를 흡수하는 특성 때문에 지르코늄에 들어 있는 하프늄 불순물 때문에 원자로 응용에 훨씬 덜 유용합니다. 따라서 지르코늄과 하프늄을 원자력에 사용하려면 거의 완전한 분리가 필요합니다. 하프늄이 없는 지르코늄의 생산은 하프늄의 주요 공급원입니다.[12]

박막 광학 효과를 나타내는 하프늄 산화 잉곳

하프늄과 지르코늄은 화학적 성질이 거의 같기 때문에 분리하기가 어렵습니다.[24] 처음 사용된 방법(불화암모늄 염의[25] 분획 결정화 또는 염화물의[26] 분획 증류)은 산업 규모의 생산에 적합한 것으로 입증되지 않았습니다. 1940년대 지르코늄이 원자로 프로그램의 재료로 선택된 후 분리법이 개발되어야 했습니다. 매우 다양한 용매를 사용한 액-액 추출 공정이 개발되어 현재까지도 하프늄 생산에 사용되고 있습니다.[27] 제조되는 전체 하프늄 금속의 약 절반은 지르코늄 정제의 부산물로 생산됩니다. 분리의 최종 생성물은 하프늄(IV) 염화물.[28] 정제된 하프늄(IV) 염화물은 Kroll 공정에서와 같이 마그네슘 또는 나트륨으로 환원시켜 금속으로 전환됩니다.[29]

추가적인 정화는 Arkel과 de Boer에 의해 개발된 화학적 수송 반응에 의해 이루어집니다. 밀폐된 용기에서 하프늄은 500°C(900°F)의 온도에서 요오드와 반응하여 하프늄을 형성합니다.IV) 요오드화물; 1,700 °C (3,100 °F)의 텅스텐 필라멘트에서 역반응이 우선적으로 일어나고, 화학적으로 결합된 요오드와 하프늄은 천연 원소로 해리됩니다. 하프늄은 텅스텐 필라멘트에서 고체 코팅을 형성하고 요오드는 추가 하프늄과 반응하여 요오드 회전율이 안정적이고 화학적 평형이 하프늄 생산에 유리하게 유지되도록 합니다.[14][30]

화합물

란타넘 수축으로 인해 하프늄(IV)(0.78 옹스트롬)의 이온 반경은 지르코늄(IV)(0.79 옹스트롬)의 이온 반경과 거의 같습니다.[31] 결과적으로 하프늄의 화합물(IV) 및 지르코늄(IV) 화학적, 물리적 성질이 매우 유사합니다.[31] 하프늄과 지르코늄은 자연에서 함께 발생하는 경향이 있으며 이온 반경의 유사성으로 인해 화학적 분리가 다소 어렵습니다. 하프늄은 +4의 산화 상태에서 무기 화합물을 형성하는 경향이 있습니다. 할로겐은 그것과 반응하여 하프늄 테트라할라이드를 형성합니다.[31] 하프늄은 더 높은 온도에서 산소, 질소, 탄소, 붕소, 황 및 실리콘과 반응합니다.[31] 낮은 산화 상태에 있는 일부 하프늄 화합물이 알려져 있습니다.[32]

하프늄()IV) 염화물 및 하프늄(IV) 요오드화물은 하프늄 금속의 생산 및 정제에 일부 적용됩니다. 고분자 구조를 가진 휘발성 고체입니다.[14] 이들 테트라클로라이드는 하프노세 디클로라이드, 테트라벤질 하프늄 등 다양한 유기하프늄 화합물의 전구체입니다.

백색 하프늄 산화물(HfO2)은 녹는점이 2,812℃이고 끓는점이 약 5,100℃로 지르코니아와 매우 비슷하지만 약간 더 염기성입니다.[14] 탄화 하프늄(Hafnium carbide)은 3,890 ℃ 이상의 용융점을 갖는 것으로 알려진 가장 내화성이 있는 2원계 화합물이며, 질화 하프늄(Hafnium nitride)은 3,310 ℃의 용융점을 갖는 것으로 알려진 모든 금속 질화물 중 가장 내화성이 있는 화합물입니다.[31] 이것은 하프늄 또는 그 탄화물이 매우 높은 온도를 받는 건설 재료로서 유용할 수 있다는 제안으로 이어졌습니다. 혼합 탄화 탄탈륨 하프늄 탄화물(TaHfC
4
5)은 현재 알려진 화합물 중 가장 높은 용융점인 4,263 K(3,990 °C; 7,214 °F)를 가지고 있습니다.[33] 최근 슈퍼컴퓨터 시뮬레이션에 따르면 녹는점이 4,400K인 하프늄 합금이 제안됩니다.[34]

역사

일부 원소의 특징적인 X선 방출선 사진 기록

1869년 드미트리 멘델레예프는 화학원소의 주기적 법칙에 대한 보고서에서 티타늄과 지르코늄의 더 무거운 유사체의 존재를 암시적으로 예측했습니다. 1871년 공식화 당시 멘델레예프는 원소들이 원자량에 따라 정렬되어 있다고 믿었고, 란타넘(원소 57)을 지르코늄 아래의 위치에 배치했습니다. 원소의 정확한 배치와 누락된 원소의 위치는 원소의 비중을 결정하고 화학적, 물리적 특성을 비교함으로써 수행되었습니다.[35]

1914년 헨리 모즐리(Henry Mosely)가 실시한 X-선 분광법은 스펙트럼 선과 유효 핵 전하 사이에 직접적인 의존성을 보여주었습니다. 이 때문에 주기율표 내에서 원소의 위치를 확인하기 위해 핵 전하, 즉 원소의 원자 번호가 사용되었습니다. 이 방법으로 모즐리는 란타넘족의 수를 결정하고 43번, 61번, 72번, 75번에서 원자번호 배열의 간격을 보여주었습니다.[36]

틈이 발견되면서 사라진 원소들에 대한 광범위한 수색이 이루어졌습니다. 1914년 헨리 모즐리가 당시 발견되지 않은 원소 72의 주기율표의 간격을 예측한 후 여러 사람들이 이 발견을 주장했습니다.[37] 조르주 우르뱅은 1907년 희토류 원소에서 72번 원소를 발견했다고 주장했고 1911년 셀튬에 대한 연구 결과를 발표했습니다.[38] 그가 주장한 스펙트럼이나 화학적 행동은 나중에 발견된 원소와 일치하지 않았고, 따라서 그의 주장은 오랜 논란 끝에 기각되었습니다.[39] 논란은 부분적으로 화학자들이 셀튬의 발견을 이끈 화학적 기술을 선호한 반면, 물리학자들은 우르뱅이 발견한 물질이 72번 원소를 포함하지 않는다는 것을 증명하는 새로운 X선 분광법의 사용에 의존했기 때문입니다.[39] 1921년 찰스 R. Burry는[40][41] 원소 72가 지르코늄과 닮아야 한다고 제안했고, 따라서 희토류 원소군의 일부가 아니라고 주장했습니다. 1923년 초, 닐스 보어(Niels Bohr)와 다른 사람들은 부리(Bury)의 의견에 동의했습니다.[42][43] 이러한 제안은 화학자 찰스 베리와 동일한 원자에 대한 보어의 이론,[40] 모즐리의 X선 분광학, 프리드리히 파네스의 화학적 주장에 기초했습니다.[44][45]

이러한 제안과 1911년 발견된 원소 72가 희토류 원소라는 우르뱅의 주장이 1922년에 다시 등장하면서 디르크 코스터와 게오르크 폰 헤베시는 지르코늄 광석에서 새로운 원소를 찾도록 동기를 부여받았습니다.[46] 하프늄은 1923년 덴마크 코펜하겐에서 두 사람에 의해 발견되어 1869년 멘델레예프의 원래 예측을 검증했습니다.[7][47] 최종적으로 노르웨이의 지르콘에서 X선 분광 분석을 통해 발견되었습니다.[48] 발견이 일어난 장소는 이 원소가 닐스 보어의 고향인 하프니아의 라틴어 이름인 "코펜하겐"에서 이름을 따온 것으로 이어졌습니다.[49] 오늘날 코펜하겐 대학교 과학부는 봉인에 하프늄 원자의 양식화된 이미지를 사용합니다.[50]

하프늄은 발데마르 탈 잔첸(Valdemar Thal Jantzen)과 폰 헤베시(von Hevesey)에 의해 이중 암모늄 또는 플루오르화칼륨의 반복적인 재결정을 통해 지르코늄으로부터 분리되었습니다.[25] 안톤 에두아르 판 아르켈(Anton Eduard van Arkel)과 얀 헨드릭 드 보어(Jan Hendrik de Boer)는 1924년 가열된 텅스텐 필라멘트 위에 하프늄 테트라요오드화물 증기를 통과시켜 금속 하프늄을 처음으로 제조했습니다.[26][30] 지르코늄과 하프늄의 차등 정제를 위한 이 공정은 오늘날에도 여전히 사용되고 있습니다.[12]

1923년에는 주기율표에서 43번(테크네튬), 61번(프로메튬), 85번(아스타틴), 87번(프랑슘) 등 6개의 예상 원소가 여전히 누락되었습니다. 방사성 원소는 환경에 미량만 존재하기 [51]때문에 75번(레늄)과 72번(하프늄) 원소가 알려지지 않은 마지막 두 개의 비방사성 원소가 되었습니다.

적용들

생산되는 하프늄의 대부분은 원자로용 제어봉 제조에 사용됩니다.[27]

하프늄에 대한 몇 가지 기술적 용도가 있다는 사실은 다음과 같은 몇 가지 세부 사항을 통해 알 수 있습니다. 첫째, 하프늄과 지르코늄의 유사성은 대부분의 용도에 더 풍부한 지르코늄을 사용할 수 있게 해줍니다. 둘째, 하프늄은 1950년대 후반에 원자력 산업에서 하프늄이 없는 지르코늄에 사용된 후 순수 금속으로 처음 사용되었습니다. 게다가, 적은 양과 필요한 어려운 분리 기술은 그것을 희소한 상품으로 만듭니다.[12] 후쿠시마 사고 이후 하프늄 프리 지르코늄 수요가 감소하자 2014년 500~600달러/kg 수준이던 하프늄 가격이 2015년 1000달러/kg 수준으로 급격히 상승했습니다.[52]

원자로

여러 하프늄 동위원소의 핵은 각각 여러 개의 중성자를 흡수할 수 있습니다. 이것은 하프늄을 원자로의 제어봉에 좋은 재료로 만듭니다. 중성자 포획 단면(Capture Resonance Integral I ≈ 2000 barns)은 지르코늄(컨트롤 로드에 좋은 중성자 흡수제인 다른 원소는 카드뮴과 붕소)의 약 600배입니다. 우수한 기계적 특성과 우수한 내식성으로 가압수형 원자로의 가혹한 환경에서 사용할 수 있습니다.[27] 독일의 연구용 원자로 FRM II는 중성자 흡수제로 하프늄을 사용합니다.[54] 군용 원자로, 특히 미국 해군 잠수함 원자로에서 너무 높은 원자로 속도를 늦추는 것도 일반적입니다.[55][56] 민간 원자로에서는 거의 발견되지 않는데, 해운항 원자력 발전소의 첫 번째 핵심(해군용 원자로를 개조한 것)은 주목할 만한 예외입니다.[57]

합금

오른쪽 하단에 있는 아폴로 달 모듈의 하프늄 함유 로켓 노즐

하프늄은 철, 티타늄, 니오븀, 탄탈륨 및 기타 금속과의 합금에 사용됩니다. 액체 로켓 추진 노즐, 예를 들어 아폴로 달 모듈의 주 엔진에 사용되는 합금은 89 %의 니오븀, 10 %의 하프늄 및 1 %의 티타늄으로 구성된 C103입니다.[58]

하프늄을 약간 첨가하면 니켈 기반 합금에서 보호 산화물 스케일의 부착이 증가합니다. 따라서 벌크 재료와 산화물 층 사이에 열 응력을 유도하여 특히 산화물 스케일이 깨지는 경향이 있는 순환 온도 조건에서 내식성을 향상시킵니다.[59][60][61]

마이크로프로세서

하프늄계 화합물은 인텔, IBM 등의 집적 회로의 45nm(이하) 세대에서 절연체로 트랜지스터의 게이트에 사용됩니다.[62][63] 하프늄 산화물 기반 화합물은 실용적인 고유전율이므로 게이트 누설 전류를 줄일 수 있어 이러한 규모에서 성능이 향상됩니다.[64][65][66]

동위원소 지구화학

하프늄과 루테튬의 동위원소는 이테르븀과 함께 동위원소 지구화학과 지질연대학적 응용, 루테튬-하프늄 연대 측정에도 사용됩니다. 시간에 따른 지구 맨틀의 동위원소 진화의 추적자로 자주 사용됩니다.[67] 루가 약 370억 년의 반감기를 가지고 Hf로 붕괴하기 때문입니다.[68][69][70]

대부분의 지질학 물질에서 지르콘은 하프늄의 지배적인 숙주(>10,000ppm)이며 지질학에서 하프늄 연구의 초점이 되는 경우가 많습니다.[71] 하프늄은 지르콘 결정 격자에 쉽게 치환되므로 하프늄의 이동성과 오염에 매우 강합니다. 또한 지르콘은 Lu/Hf 비율이 매우 낮아 초기 루테튬에 대한 보정을 최소화합니다. Lu/Hf 시스템을 사용하여 "모델 연령"을 계산할 수 있지만, 즉 고갈된 맨틀과 같은 주어진 동위원소 저장소에서 도출된 시간, 이러한 "나이"는 종종 동위원소 혼합물을 생성하므로 다른 지질학적 기술과 동일한 지질학적 중요성을 가지고 있지 않으며 따라서 이 물질이 파생된 물질의 평균 나이를 제공합니다.

가넷은 지구시계 역할을 하기 위해 상당한 양의 하프늄을 함유하고 있는 또 다른 광물입니다. 가넷에서 발견되는 높은 Lu/Hf 비율과 가변 Lu/Hf 비율로 인해 변성 이벤트를 데이트하는 데 유용합니다.[72]

기타용도

하프늄은 내열성과 산소 및 질소에 대한 친화성으로 인해 가스 충전 및 백열등의 산소 및 질소에 대한 좋은 청소제입니다. 하프늄은 공기 중으로 전자를 방출할 수 있기 때문에 플라즈마 절단의 전극으로도 사용됩니다.[73]

Hf의 높은 에너지 함량은 미국의 DARPA 자금 지원 프로그램의 관심사였습니다. 이 프로그램은 결국 위에서 언급한 하프늄의 Hf 핵 이성질체를 사용하여 X선 유발 메커니즘(유도 감마 방출의 적용)을 가진 고수익 무기를 구성하는 것이 비용 때문에 실행 불가능하다는 결론을 내렸습니다. 하프늄 논란 참조.

하프늄 메탈로센 화합물은 하프늄 테트라클로라이드 및 다양한 사이클로펜타디엔형 리간드 종으로부터 제조될 수 있습니다. 아마도 가장 간단한 하프늄 메탈로센은 하프노세 디클로라이드일 것입니다. 하프늄 메탈로센은 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀 수지 제조에 전 세계적으로 사용되는 4족 전이금속 메탈로센 촉매의 대규모 집합체 중 하나입니다.

피리딜-아미도하프늄 촉매는 프로필렌의 제어된 등선택적 중합에 사용될 수 있으며, 폴리에틸렌과 결합하여 훨씬 더 단단한 재활용 플라스틱을 만들 수 있습니다.[75]

하프늄 디셀레나이드는 전하 밀도 파동과 초전도성 덕분에 스핀트로닉스 분야에서 연구되고 있습니다.[76]

주의사항

하프늄을 가공할 때는 피로성이 있어 미세한 입자가 공기에 노출되면 자연적으로 연소할 수 있으므로 주의가 필요합니다. 대부분의 사람들은 이 금속을 함유한 화합물을 거의 접하지 못합니다. 순수한 금속은 독성이 없는 것으로 간주되지만 하프늄 화합물은 이온 형태의 금속이 보통 독성에 가장 큰 위험이 있기 때문에 독성이 있는 것처럼 취급해야 하며 하프늄 화합물에 대해서는 제한적인 동물 실험이 이루어졌습니다.[77]

사람들은 호흡, 삼킴, 피부, 눈 접촉으로 작업장에서 하프늄에 노출될 수 있습니다. 산업안전보건청(OSHA)은 작업장 내 하프늄 및 하프늄 화합물의 노출에 대한 법적 허용 한도(허용 노출 한도)를 8시간 근무에 걸쳐 TWA 0.5mg/m로3 설정했습니다. 국립산업안전보건연구원(NIOSH)은 동일한 권장 노출 한도(REL)를 설정했습니다. 하프늄은 50mg/m3 수준에서 즉시 생명과 건강에 위험합니다.[78]

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문학.

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