铪 Hafnium

铪是一种外观似钢、耐腐蚀、难熔的稀有金属，最核心的价值集中在核性能与半导体性能两条主线。在核工业中，铪的热中子吸收截面极大，是压水反应堆控制棒的首选材料之一，吸收中子后寿命长、耐辐照、耐一回路冷却水腐蚀，一组控制棒组件可在堆内服役多年，直接关系到反应堆功率调节和紧急停堆安全。在半导体工业中，二氧化铪作为高-k栅介质，在45纳米以下的先进逻辑芯片中取代了沿用几十年的二氧化硅栅氧，让晶体管栅极继续微缩而不发生漏电流激增，这是过去二十年集成电路制造中最重要的材料变革之一，几乎每一颗现代CPU、GPU和手机SoC都离不开它。此外，铪还用于高性能火花塞、等离子切割电极、难熔合金和耐热涂层，以及某些特殊的X射线靶材和等离子体蚀刻电极。由于铪与锆在化学上几乎孪生，自然界总是伴生，分离极其困难，铪长期是锆冶炼的副产物，产量小而价值高。

二氧化铪（HfO2）是铪在半导体时代最重要的化合物，作为高-k栅介质已经成为先进CMOS芯片的标准材料，也用作光学镀膜中的高折射率薄膜和耐高温陶瓷。四氯化铪（HfCl4）是铪冶炼和化学气相沉积的关键中间体，用于制备金属铪、二氧化铪薄膜以及某些催化反应的催化剂。碳化铪（HfC）是已知熔点最高的二元化合物之一，熔点接近三千九百摄氏度，极硬、极耐烧蚀，被用于火箭喷嘴、再入飞行器前缘、高温炉内衬和切削刀具的超硬涂层，在极端热环境材料中占据独特地位。除此之外，氯氧化铪、氮氧化铪等化合物主要在半导体前驱体和特种光学镀膜中少量使用，不进入大宗民用产品。