Hafnium

Markt- und Preissituation bei Hafnium

Der internationale Hafniummarkt ist geprägt durch ein Angebots-Oligopol. Immer wieder kommt es durch Produktionseinschränkungen bei einem der wenigen Herstellern zu massiven Auswirkungen auf den Markt bei dem Lieferengpässe durch andere Hersteller nicht kompensiert werden können.

Heftige Preisschwankungen und physische Lieferengpässe können so innerhalb kürzester Zeit auftreten. Eine langfristige Beschaffungsplanung ist in dieser Marktkonstellation angezeigt.

Hafnium-Legierungen

Hafnium ist einer der Bestandteile der sogenannten Superlegierungen. Man nutzt dabei die hohe Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Als Hafniumkarbid kann Hafnium teilweise Tantalkarbid in Hartmetallen ersetzen.

Besondere Eigenschaften und Anwendungen

Hafnium, solange es sehr rein ist, lässt sich gut walzen, ziehen, schmieden und hämmern. Hafnium ist ausgesprochen korrosions- und säurefest. Hafnium hat eine große Absorptionsfähigkeit für Neutronen und wird daher in Kernreaktoren für Steuerstäbe eingesetzt. Als Pulver oder in Form von Spänen neigt es zur Selbstentzündung.

Die Hauptanwendung mit fast 50% sind Legierungsbestandteil für Superlegierungen. Diese Superlegierungen werden dort eingesetzt, wo bei sehr hoher thermischer Belastung auch große Ansprüche an die Festigkeit gestellt werde. Typischerweise sind dies Turbinen für Flugzeuge, Gasturbinen oder Turbolader.

Weitere wesentlich kleinere Anwendungsgebiete sind Plasmaschneiden, nukleare Anwendungen im Schiffsreaktoren, optische Beschichtungen und Halbleiter.

Historie, Vorkommen und Produktion

Niels Bohr prophezeite 1922 auf Grund seiner Atomtheorie, es müsse ein Element mit der Ordnungszahl 72 geben, das von den seltenen Erden verschieden sei und große Ähnlichkeit mit Zirkonium habe. Hafnium wurde 1923 von D. Coster und G.C. Hevesy in Kopenhagen erstmals (mittels Röntgenspektrometrie in norwegischem Zirkonerz) nachgewiesen. Der Name Hafnium ist vom lateinischem Namen Koppenhagens "Hafnia" hergeleitet .

Die Hauptanwendung mit fast 50% sind Legierungsbestandteil für Superlegierungen. Diese Superlegierungen werden dort eingesetzt, wo bei sehr hoher thermischer Belastung auch große Ansprüche an die Festigkeit gestellt werde. Typischerweise sind dies Turbinen für Flugzeuge, Gasturbinen oder Turbolader.

Hafnium kommt in allen Zirkonerzen vor und beide Metalle sind sich so ähnlich, das es schwierig ist, die Beiden voneinander zu trennen. Zirkonium ist demzufolge die wesentliche Verunreinigung von Hafnium. Hafnium wird als Koppelprodukt mit Zirkonium meist aus dem Mineral Zirkon (ZrSiO4) in der ratio von etwa 1 : 50 produziert. Die Weltjahresproduktionsmenge von Hafnium ist schwer abzuschätzen, da es von einiger strategischer Bedeutung ist, aber Werte von 50 - 100 t sind realistischerweise anzunehmen.