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離，都是核反應堆必不可少的原材料，故有核反應堆的“哼哈”二將之稱。說起金屬鋯，大家肯定都不陌生，在元素周期表中屬IVB族元素，元素符號為Zr，原子序數40，其具有良好的耐腐蝕性能、極低的熱中子吸收截面以及較高的熔點，可廣泛應用于化工、陶瓷、冶金、核工業等領域。

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

      鋯是在1789年分析鋯英石時發現的，而鉿的發現較之晚了一百多年，于1922年才被發現。自鉿被發現了以后，人們一直在研究鋯鉿的分離工藝，因鉿和鋯的電子結構和物理化學性質相似，二者常常成對出現在礦物中，在自然界中共生共存，分離非常困難。美國是最早研究鋯鉿分離的國家，1925年，德·布爾與范·阿克爾發表了提純鉿和制造延性鉿的方法，即碘化法制備鉿。1951年，因美國軍事工業發展的需要，使得鉿工業逐步得到發展，以氧化鉿為原料，經過氯化得到四氯化鉿，再用鎂還原法制得海綿鉿，最終將海綿鉿經過真空電弧熔煉或碘化法處理得到結晶鉿，又叫高純鉿，鉿和鋯元素含量達99.9%以上。

鉿金屬條

     鉿材料可應用于航空航天、半導體鍍膜等多個領域。其中，在航空航天領域，將添加1.25%鉿的鑄造型鎳基高溫單晶合金用作飛機發動機的渦輪葉片，可提升發動機的功率、推力及壽命。添加10%鉿的鈮基合金（C-103），因具有良好的塑性加工性能、焊接性能及耐高溫性能，可用作火箭發動機的噴嘴；高純鉿粉則可用作火箭燃燒劑。在半導體鍍膜領域，高純鉿用于制作64位以上（12納米以下）CPU芯片的半導體電子隔柵，成品鉿靶對純度、晶粒度、表面粗糙度、平整度以及公差范圍要求高，鋯含量＜0.5%；在光學鍍膜領域，隨著激光在工業中的大量應用，高純鉿被大量用作光學組件增透膜鍍膜靶材。在等離子切割領域，鉿絲用于制作等離子切割電極頭；在槍彈領域，高純鉿粉用于穿甲燃燒彈的燃燒劑；碳化鉿粉主要用于硬質合金領域；高純四氯化鉿用于大功率LED領域等。

鉿 條

      隨著國力的提升和海洋經濟的發展，建設強大的海軍已提上日程，增建的核潛艇和規劃中的核航母均需要大量的鉿材作為動力反應堆的燃料控制棒。在民用核領域，重點研發小型模塊化商業堆和高溫氣冷堆以突出安全性，高純鉿也將得到更廣泛的應用。未來，金屬鉿將是國家發展戰略型武器裝備的關鍵材料，也是國家高端制造業發展過程中不可或缺的關鍵性材料！

鉿靶材