炭化ハフニウム(HfC、Hafnium Carbide)の概要と特性

炭化ハフニウムの概要と特性

炭化ハフニウム(HfC、Hafnium Carbide)はハフニウム(Hafnium)と炭素(Carbon)の化合物です。また、融点が約3900°Cである耐火性二元化合物の一つです。しかし、430°Cの低い温度で酸化が始まり耐酸化性が悪くなります。

炭化ハフニウム(HfC、Hafnium Carbide)は、一般的に炭素が足りないため、その造成は多くの場合HfCx（x = 0.5〜1.0）で表示されます。どんなxの値でも立方晶（岩塩）結晶構造を持っています。

炭化ハフニウム(HfC、Hafnium Carbide)粉末は、1800°Cから2000°Cの間で炭化ハフニウム(HfC、Hafnium Carbide)酸化物を還元させて生産します。また、高純度炭化ハフニウム(HfC、Hafnium Carbide)コーティングは、メタン(methane)、水素(Oxygen)と気化ハフニウム（IV）塩化物(vaporized hafnium（IV）chloride)の混合ガスで化学気相蒸着法（CVD）を介して生産することができます。技術的な複雑さと高い合成コストのために、HfCは高硬度（> 9 Mohs）と融点のような有利な特性にもかかわらず、あまり利用されていません。

ハフニウム 炭化物の用途 

ハフニウム 炭化物(HfC、Hafnium Carbide)は、ディスク(disc)、顆粒(granules)、インゴット(ingot)、ペレット(pellets)、彫刻、粉末、バー、スパッタリングターゲット(sputtering target)を含む様々な形態とカスタマイズの形で提供されます。

高純度の形態では、炭化物粉末(Carbide powder)、サブミクロンやナノスケール、単結晶または多結晶形態も含まれます。ハフニウム 炭化物(HfC、Hafnium Carbide)は、航空宇宙、原子力、エレクトロニクスコアなど様々な産業で使用されます。特に、宇宙産業でロケットノズル(rocket nozzle)を作る材料として、非常に適しております。

ハフニウム 炭化物(HfC、Hafnium Carbide)ナノ粒子は、融点が3800°C以上でありタングステン(Tungsten)と黒鉛よりも高い耐火物質として知られています。この金属ナノ構造を用いた材料は、低仕事関数(Work function)、高い機械的強度、耐摩耗性、低電気抵抗と高い化学的安定性などの独特な特性をもち、後者は有名な緑色の化学物質を作りだします。質量が大きい炭化ハフニウム(HfC、Hafnium Carbide)は核融合炉とロケットエンジン、構造荷重、ベアリング衝撃、極端な条件の環境では、温度の酸化腐食に広く適用されます。

ナノ構造のハフニウム 炭化物(HfC、Hafnium Carbide)は、電気化学的にエッチングされたチップのコーティングに使用されます。ナノワイヤーの1次元炭化ハフニウム(HfC、Hafnium Carbide)のナノ構造は、大きな比表面積、実質的に低い転位密度と高いアスペクト比を持っています。

ハフニウム 炭化物(HfC、Hafnium Carbide)ナノ粒子とナノワイヤーをベースにした複合材料は、質量が大きい形の割に機械的強度を著しく向上することができます。また、電界電子エミッタとナノ電極を製造するために使用することができます。化学気相蒸着法（CVD）は、炭化ハフニウム(HfC、Hafnium Carbide)ナノ粒子を得る一般的な方法です。

ハフニウム(Hafnium)の特性

ハフニウム(Hafnium)（原子記号：Hf、原子番号：72）は、原子量178.49のブロックD、グループ4、Period 6元素です。ハフニウム(Hafnium)殻の電子数は2、8、18、32、10、2であり、電子構成は、(Xe) 4f14 5d2 6s2です。ハフニウム(Hafnium)原子の半径は159pmであり、ファンデルワールス(Van der Waals半径は212pmです。元素の形でハフニウム(Hafnium)は光沢のあるシルバーグレーの外観を持っています。ハフニウム(Hafnium)は自然界で自由元素として存在しません。ジルコン(zircon)のようなジルコニウム(zirconium)の化合物で発見されます。多くの場合、ハフニウム(Hafnium)は半導体装置の製造に使用される超合金と回路の構成要素です。

炭化ハフニウム(Hafnium Carbide)の規格と仕様

物理的性質(Physical Properties)

Density（g cm-3）12.2 / Melting point（C）〜3890

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