Aplicaciones clave del hafnio: de barras de control nucleares a aleaciones avanzadas

El hafnio se encuentra en minerales de circonio. Debido a que este metal debe eliminarse del circonio grado reactor, su suministro depende en gran medida de la producción de circonio. El hafnio se funde a 2.222 °C, pero su disponibilidad limitada ha restringido su uso generalizado a alta temperatura a barras de control en reactores nucleares refrigerados por agua.

El hafnio extraído durante la separación circonio-hafnio pasa por un paso de extracción con solvente, tras lo cual se procesa mediante el proceso Kroll para obtener una esponja. Para lograr la ductilidad requerida para aplicaciones de ingeniería, la esponja se refina adicionalmente mediante un "proceso de yoduro" antes de fundirse en horno de electrodo consumible. El material se funde típicamente dos veces: primero bajo atmósfera protectora, luego en vacío.

Las técnicas de fabricación del hafnio reflejan las usadas para circonio y titanio. Puede forjarse y laminarse en caliente fácilmente a unos 927 °C, requiriendo recocido intermedio alrededor de 802 °C durante el laminado en frío. La soldadura debe realizarse en atmósfera protectora para prevenir oxidación.

La excelente absorción de neutrones, resistencia a la corrosión en agua y robustas propiedades mecánicas del hafnio lo hacen ideal para barras de control de reactores nucleares. El óxido de hafnio se ha usado históricamente en componentes de tubos de rayos X, tubos de descarga, tubos de radio, tubos de televisión y rectificadores. Además, el hafnio sirve como elemento de aleación en aleaciones especializadas de alto rendimiento.

Conclusión

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