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铪
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铪
铪（ha），英文名字是Hafnium，金属Hf，原子序数72，原子量178.49，是一种带光泽的银灰色的过渡金属。铪有6种天然稳定同位素：铪174、176、177、178、179、180。铪不与稀盐酸、稀硫酸和强碱溶液作用，但可溶于氢氟酸和王水。元素名来源于哥本哈根城的拉丁文名称。1925年瑞典化学家赫维西和荷兰物理学家科斯特用含氟络盐分级结晶的方法得到纯的铪盐，并用金属钠还原，得到纯的金属铪。铪在地壳中的含量为0.00045%，在自然界中常与锆伴生。
1923年，瑞典化学家赫维西和荷兰物理学家D·科斯特在挪威和格陵兰所产的锆石中发现铪元素，并命名为hafnium，它来源于哥本哈根城的拉丁名称Hafnia。1925年，赫维西和科斯特用含氟络盐分级结晶的方法分离掉锆、钛，得到纯的铪盐；并用金属钠还原铪盐，得到纯的金属铪。 赫维西制得了几毫克纯铪的样品。
铪的矿藏分布
铪的地壳丰度比常用金属铋﹑镉﹑汞多，与铍﹑锗﹑铀的含量相当。所有含锆的矿物中都含有铪。工业上用的锆石中含铪量为0.5 ～ 2%。次生锆矿中的铍锆石(alvite)含铪可以高达15%。还有一种变质锆石曲晶石(cyrtolite)，含HfO达5%以上。后两种矿物的储量少，工业上尚未采用。铪主要由生产锆的过程中回收。
存在于大多数锆矿中。 [18-19] 因为地壳中含量很少。常与锆共存，无单独矿石。
储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。应与氧化剂、酸类、卤素等分开存放，切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有合适的材料收容泄漏物。
物理性质
铪为银灰色的金属，有金属光泽；金属铪有两种变体：α铪为六方密堆积变体(1750℃)，其转变温度比锆高。金属铪在高温下有同素异形变体存在。金属铪有较高的中子吸收截面，可用作反应堆的控制材料。 [1]
晶体结构有两种：在1300℃以下时，为六方密堆积（α-式）；在1300℃以上时，为体心立方（β-式）。具有塑性的金属，当有杂质存在时质变硬而脆。空气中稳定，灼烧时仅在表面上发暗。细丝可用火柴的火焰点燃。性质似锆。不和水、稀酸或强碱作用，但易溶解在王和氢氟酸中。在化合物中主要呈+4价。铪合金（Ta4HfC5）是已知熔点最高的物质（约4215℃）。
晶体结构：晶胞为六方晶胞
CAS号
7440-58-6
熔点
2 227℃
密度
13.31克/立方厘米(20℃)
地壳中含量（ppm）
5.3
元素在太阳中的含量：(ppm)
0.001
元素在海水中的含量：(ppm)
0.000007
莫氏硬度
5.5
声音在其中的传播速率（m/S）
3010
质子质量
1.20456E-25
质子相对质量
72.504
化学性质
铪的化学性质与锆十分相似，具有良好的抗腐蚀性能，不易受一般酸碱水溶液的侵蚀；易溶于氢氟酸而形成氟合配合物。高温下，铪也可以与氧、氮等气体直接化合，形成氧化物和氮化物。
铪在化合物中常呈 +4价。主要的化合物是氧化铪HfO2。氧化铪有三种不同的变体：将铪的硫酸盐和氯氧化物持续煅烧所得的氧化铪是单斜变体；在400℃左右加热铪的氢氧化物所得的氧化铪是四方变体；若在1000℃以上煅烧，可得立方变体。另一个化合物是四氯化铪，它是制备金属铪的原料，可由氯气作用于氧化铪和碳的混合物制取。四氯化铪与水接触，立即水解成十分稳定的HfO(4H2O)2+离子。HfO2+离子存在于铪的许多化合物中，在盐酸酸化的四氯化铪溶液中可结晶出针状的水合氯氧化铪HfOCl2·8H2O晶体。
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由于铪容易发射电子而很有用处(如用作白炽灯的灯丝)。用作X射线管的阴极，铪和钨或钼的合金用作高压放电用管的电极。常用作X射线的阴极和钨丝制造工业。纯铪具有可塑性、易加工、耐高温抗腐蚀，是原子能工业重要材料。铪的热中子捕获截面大，是较理想的中子吸收体，可作原子反应堆的控制棒和保护装置。铪粉可作火箭的推进器。在电器工业上可制造X射线管的阴极。铪的合金可作火箭喷嘴和滑翔式重返大气层的飞行器的前沿保护层，Hf-Ta合金可制造工具钢及电阻材料。在耐热合金中铪用作添加元素，例如钨、钼、钽的合金中有的添加铪。HfC由于硬度和熔点高，可作硬质合金添加剂。4TaCHfC的熔点约为4215℃，为已知的熔点最高的化合物。铪可作为很多充气系统的吸气剂。铪吸气剂可除去系统中存在的氧、氮等不需要气体。铪常作为液压油的一种添加剂，防止在高危作业时候液压油的挥发，具有很强的抗挥发性，这个特性的话，所以一般用于工业液压油。医学液压油。
铪元素也用于最新的intel45纳米处理器。由于二氧化硅（SiO2）具有易制性 (Manufacturability)，且能减少厚度以持续改善晶体管效能，处理器厂商均采用二氧化硅做为制作栅极电介质的材料。当英特尔导入65纳米制造工艺时，虽已全力将二氧化硅栅极电介质厚度降低至1.2纳米，相当于5层原子，但由于晶体管缩至原子大小的尺寸时，耗电和散热难度亦会同时增加，产生电流浪费和不必要的热能，因此若继续采用时下材料，进一步减少厚度，栅极电介质的漏电情况势将会明显攀升，令缩小晶体管技术遭遇极限。为解决此关键问题，英特尔正规划改用较厚的高K材料(铪元素为基础的物质）作为栅极电介质，取代二氧化硅，此举也成功使漏电量降低10倍以上。另与上一代65纳米技术相较，英特尔的45纳米制程令晶体管密度提升近2倍，得以增加处理器的晶体管总数或缩小处理器体积，此外，晶体管开关动作所需电
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