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Produktion von Hafnium-Metall

Die Produktion von Hafnium beginnt mit der Verarbeitung von Zirkoniumerzen als Nebenprodukt. Das Metall ist anfällig für Oxidation, wenn es hohen Temperaturen ausgesetzt wird. Die weitere Verarbeitung des Materials und die Herstellung von Halbzeugen hängt weitgehend davon ab, ob es rein, als Legierung oder als Legierungsmittel verwendet werden kann.

Schmelzen im Lichtbogenofen

Hafnium kann in einem Vakuumlichtbogenofen mit Gleich- oder Wechselstrom geschmolzen werden. Die Bildung von Seitenlichtbögen zwischen der Elektrode und der Wand des Kristallisators muss ausgeschlossen werden, um eine stabile Lichtbogenverbrennung zu gewährleisten. Die Lichtbogenlänge (20-35 mm) darf den Abstand zwischen Kathode und Kokillenwand nicht überschreiten. Beim Lichtbogenschmelzen entstehen Barren mit hoher Sprödigkeit, da sich an der Korngrenze Verunreinigungen bilden: Oxide, Karbide und Nitride.

Elektronenstrahlschmelzen

Wenn Hafnium zunächst in einem Elektronenstrahlofen geschmolzen wird, verringert sich der Gehalt an Verunreinigungen. Nach dem Schmelzen mit Elektronenstrahlraffination weisen die Blöcke jedoch eine grobkristalline Struktur auf. Daher werden die Blöcke nach dem Elektronenstrahlschmelzen in einem Lichtbogenofen umgeschmolzen. Während des Lichtbogenschmelzens werden geringe Mengen an Zirkonium- oder Niobkarbiden zugesetzt, um das Korn zu verfeinern.

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