碳化鉿（HfC）是鉿和碳的化合物，常有碳空缺，因此其組成常表示為HfCx（x = 0.5至1.0）。它的熔點大約為3900℃，是已知最難冶的二元化合物之一，但抗氧化性較弱，氧化開始時的溫度最低能到430℃。碳化鉿具有立方（巖鹽）晶體結構，x可為任意值。
碳化鉿通常由二氧化鉿（HfO2）與碳在1900至2300℃的惰性或還原性氣氛中合成粉末。此外，高純度的HfC涂層可以通過從甲烷、氫氣和揮發的四氯化鉿（HfCl4）混合氣體中進行化學氣相沉積（CVD）來獲得。由于合成技術的復雜性和高昂的成本，盡管HfC具有高硬度（大于9 Mohs）和高熔點等有利性質，但其實際應用非常有限。
碳化鉿的磁性從小于或等于0.8的情況下的弱洛侖茲（paramagnetic）轉變為大于0.8的情況下的鉆石（diamagnetic）。盡管TaCx與HfCx具有相同的晶體結構，但TaCx的磁性卻呈現出與HfCx相反的行為，即隨著x的增加而從鉆石轉變為弱洛侖茲。
組成性質
性質：密度12.7g/cm3，熔點3890℃，是已知單一化合物中熔點最高者。體積電阻率1.95×10-4Ω·cm(2900℃)，熱膨脹系數6.73×10-6/℃。通常用二氧化鉿(HfO2)與碳在惰性或還原性氣氛中合成粉末，反應溫度1900～2300℃碳化鉿能與許多化合物(如ZrC、TaC等)形成固溶體。具有高熔點和高彈性系數，良好的電熱傳導性，小的熱膨脹和好的沖擊性能.
鉿介紹
在自然界中，鉿常與鋯共生，含鋯的礦物中都含鉿，鉿與鋯呈類質同像，鉿主要賦存在鋯英石中。工業上用的鋯石中含HfO2量為0.5-2%。次生鋯礦石中的鈹鋯石含HfO2可以高達15%。還有一種變質鋯石曲晶石，含HfO2達5%以上。后兩種礦物的儲量少，工業上尚未采用。鉿主要由生產鋯的過程中回收。
鉿的冶煉與鋯基本相同，一般分五步。第一步為礦石的分解，有三種方法：①鋯石氯化得(Zr,Hf)Cl4。②鋯石的堿熔，鋯石與氫氧化鈉在600℃左右熔融，有90%以上的(Zr,Hf)O2轉變為Na2(Zr,Hf)臭氧，其中的SiO2變成Na2SiO3，用水溶除去。Na2(Zr,Hf)O3用硝酸溶解后可作鋯鉿分離的原液，但因含有SiO2膠體，給溶劑萃取分離造成困難。③用K2SiF6燒結，水浸后得K2(Zr,Hf)F6溶液。溶液可以通過分步結晶分離鋯鉿。第二步為鋯鉿分離，可用鹽酸MIBK（甲基異丁基甲酮）系統和HNO3-TBP(磷酸三丁酯)系統的溶劑萃取分離方法。利用高壓下(高于20大氣壓)HfCl4和ZrCl4熔體蒸氣壓的差異而進行多級分餾的技術早有研究，可省去二次氯化過程，降低成本。但由于(Zr，Hf)Cl4和HCl的腐蝕問題，既不易找到合適的分餾柱材質，又會使ZrCl4和HfCl4質量降低，增加提純費用。第三步為HfO2的二次氯化以制得還原用粗HfCl4。第四步為HfCl4的提純和加鎂還原。本過程與ZrCl4的提純和還原相同，所得半成品為粗海綿鉿。第五步為真空蒸餾粗海綿鉿，以除去氯化鎂和回收多余的金屬鎂，所得成品為海綿金屬鉿。如還原劑不用鎂而用鈉，則第五步改為水浸。
海綿鉿自堝中取出時要格外小心，以免自燃。大塊海綿鉿要破碎成一定尺寸的小塊，以便壓成自耗電極，再熔鑄成錠。破碎時也應防止自燃。海綿鉿的進一步提純與鈦和鋯一樣，用碘化物熱分解法。控制條件與鋯略有不同，在碘化罐四周的海綿鉿小塊，保持溫度為600℃，而中心的熱絲溫度為1600℃，比制取鋯的“結晶棒”時的1300℃為高。鉿的加工成型包括鍛造、擠壓、拉管等步驟，與加工鋯的方法一樣。
鉿的主要用途是制作原子核反應堆的控制棒。純鉿具有可塑性、易加工、耐高溫抗腐蝕，是原子能工業重要材料。鉿的熱中子捕獲截面大，是較理想的中子吸收體，可作原子反應堆的控制棒和保護裝置。鉿粉可作火箭的推進器。在電器工業上可制造X射線管的陰極。鉿的合金可作火箭噴嘴和滑翔式重返大氣層的飛行器的前沿保護層，Hf-Ta合金可制造工具鋼及電阻材料。在耐熱合金中鉿用作添加元素，例如鎢、、的合金中有的添加鉿。HfC由于硬度和熔點高，可作硬質合金添加劑。4TaC·HfC的熔點約為4215℃，為已知的熔點最高的化合物。
合成方法
通常用二氧化鉿與碳在惰性或還原性氣氛中合成粉末，反應溫度1900-2300℃，用熱壓燒結法或熱等靜壓法制出高密度陶瓷樣品。
參考資料 >