哈金屬：稀有金屬材料中的“哈將軍”

在自然界中，稀有金屬鋯和鉿形影不(bu)離，都是核(he)反應堆(dui)必不(bu)可(ke)少的原(yuan)材料，故有核(he)反應堆(dui)的“哼哈”二將之稱(cheng)。說起金屬鋯，大家肯定都不(bu)陌生，在元(yuan)素(su)(su)周期表中屬IVB族元(yuan)素(su)(su)，元(yuan)素(su)(su)符號(hao)為Zr，原(yuan)子(zi)序數(shu)40，其具有良好的耐(nai)腐蝕(shi)性能、極(ji)低(di)的熱中子(zi)吸收截面以及較高的熔點，可(ke)廣泛(fan)應用于化工、陶瓷、冶金、核(he)工業等領(ling)域。

但說起金屬鉿，大部分人肯定會覺得非常陌生。其實，鉿也是一種稀有金屬，跟鋯同屬IVB族元素，原子序數為72，鉿存在于鋯的礦物中，是一種銀白色金屬，粉末呈黑色，密度為13.09克/立方厘米，沸點為5400℃，熔點為2222℃，具有突出的核性能，因其熱中子截面可達105b，且經長期輻照后沒有明顯下降，加之其良好的熱水腐蝕抗力和機械性能，是一種理想的核反應堆燃料控制棒材料。

鉿顆粒

      鋯(gao)(gao)是在(zai)1789年(nian)(nian)分析鋯(gao)(gao)英石時發(fa)現(xian)(xian)的，而鉿(jia)(jia)的發(fa)現(xian)(xian)較(jiao)之晚了(le)(le)一百(bai)多年(nian)(nian)，于1922年(nian)(nian)才被(bei)發(fa)現(xian)(xian)。自鉿(jia)(jia)被(bei)發(fa)現(xian)(xian)了(le)(le)以(yi)后(hou)，人們一直在(zai)研(yan)究(jiu)鋯(gao)(gao)鉿(jia)(jia)的分離(li)工(gong)藝(yi)，因鉿(jia)(jia)和鋯(gao)(gao)的電子結構和物理化(hua)學性質相似，二(er)者(zhe)常(chang)(chang)常(chang)(chang)成對(dui)出(chu)現(xian)(xian)在(zai)礦(kuang)物中(zhong)，在(zai)自然(ran)界中(zhong)共生(sheng)共存，分離(li)非常(chang)(chang)困難。美國是最早研(yan)究(jiu)鋯(gao)(gao)鉿(jia)(jia)分離(li)的國家，1925年(nian)(nian)，德·布爾與范·阿克爾發(fa)表(biao)了(le)(le)提純(chun)鉿(jia)(jia)和制(zhi)造延性鉿(jia)(jia)的方法，即碘化(hua)法制(zhi)備鉿(jia)(jia)。1951年(nian)(nian)，因美國軍事工(gong)業(ye)發(fa)展的需要，使得(de)鉿(jia)(jia)工(gong)業(ye)逐步得(de)到(dao)發(fa)展，以(yi)氧化(hua)鉿(jia)(jia)為原料，經過氯化(hua)得(de)到(dao)四氯化(hua)鉿(jia)(jia)，再用鎂還原法制(zhi)得(de)海綿鉿(jia)(jia)，最終將(jiang)海綿鉿(jia)(jia)經過真空電弧熔煉或碘化(hua)法處(chu)理得(de)到(dao)結晶鉿(jia)(jia)，又叫高純(chun)鉿(jia)(jia)，鉿(jia)(jia)和鋯(gao)(gao)元素(su)含量達(da)99.9%以(yi)上。

鉿金屬條

     鉿(jia)(jia)(jia)材料可應(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)航(hang)(hang)空(kong)航(hang)(hang)天(tian)、半(ban)導體鍍(du)膜(mo)等(deng)(deng)多(duo)個領(ling)(ling)(ling)域(yu)。其(qi)中，在(zai)(zai)航(hang)(hang)空(kong)航(hang)(hang)天(tian)領(ling)(ling)(ling)域(yu)，將添(tian)加(jia)1.25%鉿(jia)(jia)(jia)的(de)(de)(de)鑄造型鎳基高溫單晶(jing)合金用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)飛機(ji)(ji)發動機(ji)(ji)的(de)(de)(de)渦輪(lun)葉片(pian)，可提(ti)升發動機(ji)(ji)的(de)(de)(de)功率(lv)、推力及(ji)壽命。添(tian)加(jia)10%鉿(jia)(jia)(jia)的(de)(de)(de)鈮基合金（C-103），因具有良好的(de)(de)(de)塑性加(jia)工性能、焊接性能及(ji)耐高溫性能，可用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)火箭(jian)發動機(ji)(ji)的(de)(de)(de)噴嘴；高純(chun)鉿(jia)(jia)(jia)粉(fen)(fen)則可用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)火箭(jian)燃燒(shao)劑。在(zai)(zai)半(ban)導體鍍(du)膜(mo)領(ling)(ling)(ling)域(yu)，高純(chun)鉿(jia)(jia)(jia)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)制作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)64位以上（12納米以下）CPU芯(xin)片(pian)的(de)(de)(de)半(ban)導體電子(zi)隔柵(zha)，成(cheng)品鉿(jia)(jia)(jia)靶對純(chun)度(du)、晶(jing)粒度(du)、表面(mian)粗糙(cao)度(du)、平整(zheng)度(du)以及(ji)公差范圍要(yao)求高，鋯含量＜0.5%；在(zai)(zai)光學(xue)(xue)鍍(du)膜(mo)領(ling)(ling)(ling)域(yu)，隨著激光在(zai)(zai)工業中的(de)(de)(de)大量應(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)，高純(chun)鉿(jia)(jia)(jia)被大量用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)光學(xue)(xue)組件增透(tou)膜(mo)鍍(du)膜(mo)靶材。在(zai)(zai)等(deng)(deng)離子(zi)切(qie)割領(ling)(ling)(ling)域(yu)，鉿(jia)(jia)(jia)絲用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)制作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)等(deng)(deng)離子(zi)切(qie)割電極(ji)頭；在(zai)(zai)槍彈領(ling)(ling)(ling)域(yu)，高純(chun)鉿(jia)(jia)(jia)粉(fen)(fen)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)穿甲燃燒(shao)彈的(de)(de)(de)燃燒(shao)劑；碳化(hua)鉿(jia)(jia)(jia)粉(fen)(fen)主要(yao)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)硬質合金領(ling)(ling)(ling)域(yu)；高純(chun)四氯化(hua)鉿(jia)(jia)(jia)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)大功率(lv)LED領(ling)(ling)(ling)域(yu)等(deng)(deng)。

鉿 條

      隨著國力(li)的(de)提升和(he)海(hai)洋經濟(ji)的(de)發(fa)(fa)展(zhan)，建設強大的(de)海(hai)軍已提上日程，增建的(de)核(he)潛艇(ting)和(he)規劃中(zhong)的(de)核(he)航母均需要大量的(de)鉿(jia)材作為(wei)動力(li)反應(ying)堆的(de)燃(ran)料(liao)控制(zhi)棒(bang)。在民用核(he)領域，重點研發(fa)(fa)小型模塊化商業堆和(he)高溫氣冷堆以突出(chu)安(an)全性(xing)，高純鉿(jia)也將得(de)到更(geng)廣泛的(de)應(ying)用。未來(lai)，金屬鉿(jia)將是國家發(fa)(fa)展(zhan)戰略型武器裝備的(de)關鍵材料(liao)，也是國家高端(duan)制(zhi)造業發(fa)(fa)展(zhan)過程中(zhong)不可或缺(que)的(de)關鍵性(xing)材料(liao)！

鉿靶材