“锆”元素是材料人最熟悉的元素之一，是过渡金属元素的重要组成部分。锆的化合物也被广泛应用在众多国计民生领域，受到广泛的重视。比如，锆的氧化物“氧化锆”是重要的耐火材料、陶瓷绝缘材料和陶瓷遮光剂以及人工钻的主要原料；锆的碳化物“碳化锆”则具有过渡金属碳化物的通用特点，如超高的硬度、超高的熔点、很好的耐腐蚀性及机械稳定性和热稳定性，在硬质合金、切削刀具和高温结构材料等方面有着很好的应用。
在元素周期表上相邻的锆和铪
目前，关于锆的研究和应用已经逐渐成熟，因此材料行业开始将眼光转移至它的同族元素“铪”——一种与锆具有类似的性质与用途，但具有更大的硬度和更高的熔点等性质的元素。它的碳化物“碳化铪”同样也是一种典型的过渡金属碳化物，粉末灰色，立方系晶体，是已知单一化合物中熔点最高者，还具有高达3890℃的熔点、高的硬度、较好的高温强度、优秀的耐腐蚀性和热导率较低等优异特性。
碳化铪粉体（图片来源：长玉特陶）
接下来，小编就带您浅谈一下碳化铪的性质与下游潜力。文章相关素材来自专业主攻800nm以下超细非氧化物粉体量产的吉林长玉特陶新材料技术股份有限公司（长玉特陶），如果想进一步了解这种高温材料欢迎与他们聊聊哦。
一、碳化铪的结构与性质
碳化铪(HfC)是过渡元素Hf与C形成的一种非化学计量的碳化物，即HfCx(0.5≤x≤1)。它的结构是NaCl型的面心立方结构，空间群是Fm3m，其实验晶格常数a=0.4641 nm。Hf原子构成立方晶格，C原子位于立方晶格的八面体间隙。
由于C-Hf共价键键能大，要破坏其结构非常困难，因此HfC宏观上表现出超高硬度特性，其莫式硬度为9M，仅次于金刚石；又由于HfC晶体熔化时必须破坏高度对称分布的原子键，然而破坏此键极其困难，从而宏观上表现出超高熔点的特性，且HfC的原子键的键能高达EA=87.2163kJ/mol，故HfC的熔点高达3890℃。
碳化铪TEM图（图片来源：长玉特陶）
张淑华等人利用准谐德拜模型探索了碳化铪热力学性质，得到以下结论：碳化铪的熵、热膨胀系数和等容热容与温度成正比相关关系，与压力成反比相关关系，而其德拜温度则是随着压力的升高而降低，随着温度的升高而减小。同时HfC还具有很好的耐冲击性能，碳化铪具体的基本性能可见下表。
碳化铪的基本性能
二、碳化铪的应用潜力
高熔点、高硬度、高温强度及耐腐蚀性优异…这些特征让HfC在特种耐火材料、高温结构材料、切削刀具以及航空航天等领域有着广泛的应用前景，以下是几个代表应用。
