Hafnium.

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Le hafnium

Le hafnium (symbole : Hf) est l'élément chimique de numéro atomique 72. Il est situé dans le groupe 4 et la période 6. C'est un métal de transition de couleur argentée qui partage certaines propriétés chimiques avec le zirconium, élément avec lequel il est souvent associé dans les minerais naturels.

En raison de sa capacité à absorber efficacement les neutrons, le hafnium est principalement utilisé dans certains types de contrôleurs d'absorption neutronique, tels que les barres de contrôle dans les réacteurs nucléaires et dans la fabrication de tubes de combustible pour les réacteurs nucléaires. Il est également utilisé dans l'industrie aérospatiale pour sa résistance à la corrosion et sa capacité à résister aux températures élevées. De plus, le hafnium trouve un emploi dans la fabrication d'alliages résistants à la corrosion pour des applications telles que les turbines d'avion et les composants chimiques.

Numéro atomique
Masse atomique
Point d'ébullition (°C)^*
Point de fusion (°C)
Masse volumique (g/cm³)^*
Structure électronique^*
^{Degrés
d'oxydation}

72
178,49
5400^*
2222
13,1^*
(Xe)4f¹⁴5d²6s²
4

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Les sources d'extraction du hafnium.
Le hafnium est principalement extrait à partir de minerais de zirconium, tels que le zircon, la zircone et la baddeleyite. Il est généralement présent en quantités relativement faibles par rapport au zirconium dans ces minerais, ce qui rend son extraction et son raffinage plus complexes et coûteux. Les principaux pays producteurs de hafnium sont l'Australie, la Chine et les États-Unis.

• Le zircon. - Le zircon, également connu sous le nom de silicate de zirconium (ZrSiO4), est l'une des principales sources de hafnium. Il peut être trouvé dans des dépôts de sables lourds et de placers alluviaux. Le zircon contient généralement une petite quantité d'hafnium en substitution du zirconium dans sa structure cristalline.
• La baddeleyite. - La baddeleyite est un minerai d'oxyde de zirconium qui est la principale source de zirconium. Elle est souvent extraite pour sa teneur en zirconium, mais elle peut également contenir de petites quantités de hafnium.
• La zircone. - La zircone est un minéral de zirconium et de hafnium, qui est souvent associé à des gisements de zircon et de baddeleyite. La zircone est généralement extraite pour sa teneur en zirconium, mais elle peut également contenir de l'hafnium comme impureté.

Ces minerais sont généralement extraits dans des opérations minières de zirconium et de titane, car le zirconium est souvent associé au titane dans les gisements de sables lourds et de placers alluviaux. Une fois extrait, le hafnium est séparé du zirconium par diverses techniques de traitement et de raffinage, telles que la cristallisation fractionnée et la chromatographie.

Les principaux composés du hafnium.
Quelques exemples de composés courants du hafnium :

• Oxydes de hafnium. - Le dioxyde de hafnium (HfO2) est l'oxyde de hafnium le plus courant et est souvent utilisé dans la fabrication de céramiques, de revêtements optiques et de condensateurs à haute permittivité pour les dispositifs électroniques.
• Halogénures de hafnium. - Le hafnium réagit avec les halogènes pour former divers halogénures, tels que le chlorure de hafnium (HfCl4) et le fluorure de hafnium (HfF4). Ces composés sont utilisés dans la chimie organique et inorganique, ainsi que dans la production de matériaux électroniques et optiques.
• Composés organométalliques de hafnium. - Le hafnium peut former des complexes organométalliques avec divers ligands organiques. Ces composés sont utilisés en chimie organique et catalytique pour diverses réactions chimiques.
• Hafnates. - Les hafnates sont des sels ou des esters de l'acide hafnique (Hf(OH)4). Ils sont utilisés dans la fabrication de céramiques et de matériaux diélectriques pour applications électroniques.

Le hafnium est parfois utilisé comme additif dans des alliages métalliques, notamment avec le titane et le zirconium, pour améliorer leurs propriétés mécaniques et leur résistance à la corrosion.