Hafnium : qu'est-ce que c'est ?

À gauche, la pointe fondue d'une électrode sacrificielle d'hafnium pur à 99,98 %. À droite, un lingot refondu d'hafnium oxydé (la couleur est un phénomène d'optique provoqué par une mince couche d'oxyde). Devant, un cube de 1 cm³ d'hafnium. © Alchemist-hp, Wikimedia Commons, CC by-nc-nd 3.0 

Le hafnium est un métal de transition tétravalent au comportement chimique similaire à celui du zirconium. Son nom est dérivé de Hafnia, le nom latin de la ville danoise de Copenhague.

Généralités

• Symbole : Hf
• Numéro atomique : 72
• Électrons par niveau d'énergie : 2, 8, 18, 32, 10, 2
• Masse atomique : 178,49 u
• Isotopes les plus stables : ¹⁸⁰Hf stable avec 108 neutrons (35,100 %), ¹⁷⁸Hf stable avec 106 neutrons (27,297 %), ¹⁷⁷Hf stable avec 105 neutrons (18,606 %), ¹⁷⁹Hf stable avec 107 neutrons (13,629 %), ¹⁷⁶Hf stable avec 104 neutrons (5,206 %)
• Série : métaux de transition
• Groupe, période, bloc : 4 (IVB), 6, d
• Densité : 13,281
• Point de fusion : 2.233 °C
• Point d'ébullition : 4.603 °C

Historique du hafnium

La découverte du hafnium est l'œuvre des Danois Coster et Hevesy en 1923, et il a été mis en évidence grâce à son spectre de rayons X.

Propriétés du hafnium

Gris argenté, le hafnium est assez proche du zirconium chimiquement parlant. Ils sont d'ailleurs très durs à séparer. Dans l'air et dans l'eau, le hafnium ne se corrode pas, mais il est recouvert d'un film d'oxyde, un peu comme l'aluminium. Seul l'acide fluorhydrique peut l'attaquer. Une des différences avec le zirconium, en plus de leur différence de densité, est la capacité du noyau de hafnium à absorber un ou deux neutrons.

Utilisation du hafnium

On utilise principalement le hafnium dans les barres de contrôle de réacteur nucléaire pour sa capacité à absorber les neutrons thermiques. Dans les lampes à incandescence, le hafnium contrôle la recristallisation du tungstène du filament. Le fer, le tantale ou le titane peuvent incorporer du hafnium comme élément d'alliage. Des processeurs utilisent le dioxyde de hafnium à la place de celui de silicium. Certaines anodes de torche de découpe des métaux au plasma sont en hafnium.

Les réserves de hafnium épuisées ?

Si la population mondiale et la demande en hafnium continuent d'augmenter, les réserves de cet élément pourraient être bientôt épuisées.