हेफ़नियम

हेफ़नियम Hf और परमाणु संख्या 72 एक प्रतीक रासायनिक तत्व है। एक चमकदार, चांदी ग्रे, चतुः संयोजक संक्रमण धातु, हेफ़नियम रासायनिक रूप से ज़िरकोनियम जैसा दिखता है और कई ज़िरकोनियम खनिजों में पाया जाता है। इसके अस्तित्व की भविष्यवाणी 1869 में दिमित्री मेंडेलीव द्वारा की गई थी, चूंकि 1923 तक डिर्क कोस्टर और जॉर्ज डे हेवेसी द्वारा इसकी पहचान नहीं की गई थी, इसे खोजा जाने वाले अंतिम स्थिर तत्व (1925 में अंतिम रेनीयाम ) बना दिया गया था। हैफनियम का नाम कोपेनहेगन के लैटिन नाम हैफनिया के नाम पर रखा गया है, जहां इसकी खोज की गई थी। हेफ़नियम का उपयोग तंतु और विद्युत-द्वार में किया जाता है। कुछ अर्धचालक निर्माण प्रक्रियाएं 45 नैनोमीटर और छोटी फीचर लंबाई पर एकीकृत परिपथों के लिए इसके ऑक्साइड का उपयोग करती हैं। विशेष अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किए जाने वाले कुछ सुपरलॉइज़ में नाइओबियम, टाइटेनियम या टंगस्टन के संयोजन में हेफ़नियम होता है।

हेफ़नियम का बड़ा न्यूट्रॉन अधिकृत व्यापक प्रतिनिधित्व इसे परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में नियंत्रण छड़ों में न्यूट्रॉन अवशोषण के लिए एक अच्छी सामग्री बनाता है, परंतु साथ ही यह आवश्यक है कि इसे परमाणु प्रतिघातकों में उपयोग होने वाले न्यूट्रॉन-पारदर्शी संक्षारण प्रतिरोधी जिरकोनियम मिश्र धातुओं से हटाया जाए।

भौतिक विशेषताएं
हेफ़नियम एक चमकदार, चांदी जैसी, तन्य धातु है जो संक्षारण प्रतिरोधी और रासायनिक रूप से ज़िरकोनियम के समान है (इसकी संयोजकता अतिसूक्ष्म परमाणु की समान संख्या होने के कारण, एक ही समूह में होने के कारण, परंतु सापेक्षतावादी परिमाण रसायन विज्ञान के लिए भी; 5 से 6 तक की परमाणु त्रिज्या लैंथेनाइड संकुचन द्वारा लगभग पूरी तरह से रद्द कर दी गई है)। हेफ़नियम 2388 K पर अपने अल्फा फॉर्म, एक षट्कोणीय सुसंकुलित जाली, से अपने बीटा फॉर्म, बॉडी-सेंटर्ड घनाकृति जालक में बदलता है। हेफ़नियम धातु के नमूनों के भौतिक गुण जिरकोनियम अशुद्धियों से स्पष्ट रूप से प्रभावित होते हैं, विशेष रूप से परमाणु गुण, चूंकि इन दो तत्वों को उनकी रासायनिक समानता के कारण अलग करना सबसे कठिन है।

इन धातुओं के बीच एक उल्लेखनीय भौतिक अंतर उनका घनत्व है, जिरकोनियम में हेफ़नियम का लगभग आधा घनत्व होता है। हेफ़नियम के सबसे उल्लेखनीय परमाणु गुण इसके उच्च तापीय न्यूट्रॉन अधिकृत व्यापक प्रतिनिधित्व हैं और कई अलग-अलग हेफ़नियम समस्थानिकों के नाभिक आसानी से दो या दो से अधिक न्यूट्रॉन को अवशोषित करते हैं। इसके विपरीत, जिरकोनियम तापीय न्यूट्रॉन के लिए व्यावहारिक रूप से पारदर्शी है, और यह सामान्यतः परमाणु प्रतिघातकों के धातु घटकों के लिए उपयोग किया जाता है - विशेष रूप से उनके परमाणु ईंधनों का आवरण है।

रासायनिक विशेषताएं
हेफ़नियम एक सुरक्षात्मक चलचित्र बनाने के लिए हवा में प्रतिक्रिया करता है जो आगे क्षरण को रोकता है। धातु पर एसिड आसानी से प्रहार नहीं करता है परंतु इसे रासायनिक पदार्थ के साथ ऑक्सीकृत किया जा सकता है या इसे हवा में जलाया जा सकता है। धातु जिरकोनियम की तरह, बारीक विभाजित हेफ़नियम हवा में अनायास प्रज्वलित हो सकता है। धातु केंद्रित क्षार के लिए प्रतिरोधी है।

लैंथेनाइड संकुचन के परिणामस्वरूप, हेफ़नियम और जिरकोनियम का रसायन इतना समान है कि अलग-अलग रासायनिक प्रतिक्रियाओं के आधार पर दोनों को अलग नहीं किया जा सकता है। यौगिकों के गलनांक और क्वथनांक और विलायक द्रव मेंघुलनशीलता इन जुड़वां तत्वों के रसायन विज्ञान में प्रमुख अंतर हैं।

समस्थानिक
हेफ़नियम कम से कम 36 समस्थानिक देखे गए हैं, जिनकी द्रव्यमान संख्या 153 से 188 के बीच है। पांच स्थिर समस्थानिक 176 से 180 की सीमा में हैं।  विघटनाभिक समस्थानिक का आधा जीवन153एचएफ के लिए 400 ms से लेकर सबसे स्थिर 174Hf के लिए $7$ वर्ष तक होता है। विलुप्त रेडियोन्यूक्लाइड 182Hf का आधा जीवन 8.9±0.1 मिलियन वर्ष है, और ग्रहीय कोर के गठन के लिए एक महत्वपूर्ण अनुपथक समस्थानिक है। परमाणु  समभारी 178m2Hf हथियार के रूप में इसके संभावित उपयोग को लेकर कई वर्षों से हेफ़नियम विवाद में था।

घटना
हेफ़नियम का द्रव्यमान द्वारा पृथ्वी की ऊपरी परत के लगभग 5.8 पीपीएम होने का अनुमान है। यह पृथ्वी पर एक मुक्त तत्व के रूप में सम्मलित नहीं है, परंतु प्राकृतिक जिरकोनियम यौगिकों जैसे कि तुरसावा, ZrSiO4 में जिरकोनियम के साथ ठोस समाधान में संयुक्त पाया जाता है, जिसमें सामान्यतः Hf द्वारा प्रतिस्थापित Zr का लगभग 1-4% होता है। विरले ही, Hf/Zr अनुपात क्रिस्टलीकरण के दौरान समसंरचनात्मक खनिज हेफॉन (Hf,Zr)SiO4, परमाणु Hf> Zr के साथ देने के लिए बढ़ता है। असामान्य रूप से उच्च एचएफ सामग्री वाले जिरकॉन की एक किस्म के लिए एक अप्रचलित नाम एल्वाइट है। जिरकोन अयस्कों का एक प्रमुख स्रोत भारी खनिज रेत अयस्क जमा, पेगमाटाइट्स, विशेष रूप से ब्राजील और मलावी में, और कार्बोनाइट घुसपैठ, विशेष रूप से माउंट वेल्ड, पश्चिमी ऑस्ट्रेलिया में शिखर बहुधात्विक निक्षेप है। न्यू साउथ वेल्स, ऑस्ट्रेलिया में डब्बों में हेफ़नियम का एक संभावित स्रोत ट्रेकिट टफ्स है जिसमें दुर्लभ जिरकोन-हेफ़नियम सिलिकेट्स घुलनशील या आर्मस्ट्रॉन्गाइट होते हैं।

उत्पादन
टाइटेनियम अयस्क इल्मेनाइट और रूटाइल के भारी खनिज बालू अयस्क भंड़ार से अधिकांश खनन जिरकोनियम प्राप्त होता है, और इसलिए अधिकांश हेफ़नियम भी प्राप्त होता है। ज़िरकोनियम एक अच्छा परमाणु ईंधन-रॉड आवरण धातु है, जिसमें बहुत कम न्यूट्रॉन कैप्चर क्रॉस सेक्शन और उच्च तापमान पर अच्छी रासायनिक स्थिरता के वांछनीय गुण हैं। चूंकि, हेफ़नियम के न्यूट्रॉन-अवशोषित गुणों के कारण, जिरकोनियम में हेफ़नियम की अशुद्धियाँ इसे परमाणु-रिएक्टर अनुप्रयोगों के लिए बहुत कम उपयोगी बनाती हैं। इस प्रकार, परमाणु ऊर्जा में उनके उपयोग के लिए जिरकोनियम और हेफ़नियम का लगभग पूर्ण पृथक्करण आवश्यक है। हेफ़नियम मुक्त जिरकोनियम का उत्पादन हेफ़नियम का मुख्य स्रोत है। हेफ़नियम और ज़िरकोनियम के रासायनिक गुण लगभग समान हैं, जिससे दोनों को अलग करना मुश्किल हो जाता है। पहले उपयोग की जाने वाली विधियाँ - अमोनियम फ्लोराइड लवण का आंशिक क्रिस्टलीकरण। या क्लोराइड का आंशिक आसवन - एक औद्योगिक पैमाने के उत्पादन के लिए उपयुक्त प्रमाणित नहीं हुई हैं। 1940 के दशक में परमाणु रिएक्टर कार्यक्रमों के लिए जिरकोनियम को सामग्री के रूप में चुने जाने के बाद, एक पृथक्करण विधि विकसित की जानी थी। विलायक द्रव की एक विस्तृत विविधता के साथ तरल-तरल निष्कर्षण प्रक्रियाएं विकसित की गईं और अभी भी हेफ़नियम के उत्पादन के लिए उपयोग की जाती हैं। निर्मित सभी हेफ़नियम धातु का लगभग आधा जिरकोनियम शोधन के उप-उत्पाद के रूप में उत्पादित होता है। पृथक्करण का अंतिम उत्पाद हेफ़नियम (IV) क्लोराइड है | शुद्ध हेफ़नियम (IV) क्लोराइड मैगनीशियम या सोडियम के साथ अपचयन द्वारा धातु में परिवर्तित हो जाता है, जैसा कि क्रोल प्रक्रिया में होता है।

आर्केल और डी बोअर द्वारा विकसित एक रासायनिक परिवहन प्रतिक्रिया द्वारा आगे की शुद्धि को प्रभावित किया जाता है: एक बंद बर्तन में, हेफ़नियम 500 डिग्री सेल्सियस (900 डिग्री फ़ारेनहाइट) के तापमान पर आयोडीन के साथ तापमान पर प्रतिक्रिया करता है हेफ़नियम (चतुर्थ) आयोडाइड बनाता है; 1,700 डिग्री सेल्सियस (3,100 डिग्री फारेनहाइट) के टंगस्टन फिलामेंट पर रिवर्स रिएक्शन अधिमानतः होता है, और रासायनिक रूप से बाध्य आयोडीन और हेफ़नियम मूल तत्वों में अलग हो जाते हैं। हेफ़नियम टंगस्टन फिलामेंट पर एक ठोस कोटिंग बनाता है, और आयोडीन अतिरिक्त हेफ़नियम के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है, जिसके परिणामस्वरूप एक स्थिर आयोडीन टर्नओवर होता है और हेफ़नियम उत्पादन के पक्ष में रासायनिक संतुलन बना रहता है। ::

रासायनिक यौगिक
लैंथेनाइड संकुचन के कारण, हेफ़नियम (IV) (0.78 आंगस्ट्रॉम) की आयनिक त्रिज्या ज़िरकोनियम (IV) (0.79 एंगस्ट्रॉम) के लगभग समान है। नतीजतन, हेफ़नियम (चतुर्थ) और जिरकोनियम (चतुर्थ) के यौगिकों में बहुत समान रासायनिक और भौतिक गुण होते हैं। हेफ़नियम और ज़िरकोनियम प्रकृति में एक साथ पाए जाते हैं और उनके आयनिक रेडी की समानता उनके रासायनिक पृथक्करण को कठिन बना देती है। हेफ़नियम +4 के ऑक्सीकरण अवस्था में अकार्बनिक रसायन का निर्माण करता है। हैलोजन इसके साथ अभिक्रिया करके हेफ़नियम टेट्राहैलाइड बनाते है। उच्च तापमान पर, हेफ़नियम ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, कार्बन, बोरॉन, गंधक  और सिलिकॉन के साथ प्रतिक्रिया करता है। निम्न ऑक्सीकरण अवस्थाओं में हेफ़नियम के कुछ यौगिक ज्ञात हैं। हेफ़नियम (IV) क्लोराइड और हेफ़नियम (IV) आयोडाइड का हेफ़नियम धातु के उत्पादन और शुद्धिकरण में कुछ अनुप्रयोग हैं। वे बहुलक संरचनाओं के साथ वाष्पशील ठोस होते हैं। ये टेट्राक्लोराइड्स विभिन्न ऑर्गेनोज़िरकोनियम रसायन जैसे हैफनोसीन डाइक्लोराइड और टेट्राबेंज़िलहाफनियम के पूर्ववर्ती हैं।

सफेद हेफ़नियम ऑक्साइड (HfO2), 2,812 °C के गलनांक और लगभग 5,100 °C के क्वथनांक के साथ, ज़िरकोनिया के समान है, परंतु थोड़ा अधिक आधारभूत है। हेफ़नियम कार्बाइड 3,890 डिग्री सेल्सियस से अधिक पिघलने बिंदु के साथ ज्ञात सबसे अधिक अपवर्तन बाइनरी यौगिक है, और हेफ़नियम नाइट्राइड 3,310 डिग्री सेल्सियस के पिघलने बिंदु के साथ सभी ज्ञात धातु नाइट्राइडों में सबसे अधिक अपवर्तक है। इसने प्रस्तावों को जन्म दिया है कि हेफ़नियम या इसके कार्बाइड निर्माण सामग्री के रूप में उपयोगी हो सकते हैं जो बहुत अधिक तापमान के अधीन हैं। मिश्रित कार्बाइड टैंटलम हेफ़नियम कार्बाइड वर्तमान में ज्ञात किसी भी यौगिक का उच्चतम गलनांक 4263 K रखता है। हाल के सुपरकंप्यूटर सिमुलेशन 4,400 K के पिघलने बिंदु के साथ हेफ़नियम मिश्र धातु का सुझाव देते हैं

इतिहास
1869 में रासायनिक तत्वों के आवधिक कानून पर अपनी रिपोर्ट में, दिमित्री मेंडेलीव ने टाइटेनियम और जिरकोनियम के एक भारी एनालॉग के अस्तित्व की भविष्यवाणी की थी। 1871 में अपने निर्माण के समय, मेंडेलीव का मानना ​​था कि तत्वों को उनके परमाणु द्रव्यमान द्वारा क्रमबद्ध किया गया था और ज़िरकोनियम के नीचे के स्थान पर लेण्टेनियुम (तत्व 57) रखा था। तत्वों के विशिष्ट वजन का निर्धारण करके और रासायनिक और भौतिक गुणों की तुलना करके तत्वों का सटीक स्थान और लापता तत्वों का स्थान निर्धारित किया गया था। 1914 में हेनरी मोस्ले द्वारा किए गए एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी ने वर्णक्रमीय रेखा और प्रभावी परमाणु आवेश के बीच प्रत्यक्ष निर्भरता दिखाई। इसने आवर्त सारणी के अन्दर अपनी जगह का पता लगाने के लिए परमाणु आवेश, या किसी तत्व की परमाणु संख्या का उपयोग किया। इस पद्धति के साथ, मोसले ने लैंथेनाइड्स की संख्या निर्धारित की और संख्या 43, 61, 72, और 75 में परमाणु संख्या अनुक्रम में अंतराल दिखाया। अंतराल की खोज से लापता तत्वों की व्यापक परीक्षण हुआ। 1914 में, कई लोगों ने हेनरी मोसले द्वारा तत्कालीन अनदेखे तत्व 72 के लिए आवर्त सारणी में अंतर की भविष्यवाणी के बाद परीक्षण का दावा किया। जॉर्जेस अर्बन ने दावा किया कि उन्होंने 1907 में दुर्लभ पृथ्वी तत्वों में तत्व 72 पाया और 1911 में सेल्टियम पर अपने परिणाम प्रकाशित किए। उनके द्वारा दावा किया गया न तो वर्णक्रम और न ही रासायनिक व्यवहार बाद में पाए गए तत्व से मेल खाता था, और इसलिए लंबे समय तक चले विवाद के बाद उनके दावे को पदच्युत कर दिया गया था। विवाद आंशिक रूप से इसलिए था चूंकि रसायनज्ञों ने रासायनिक तकनीकों का समर्थन किया था, जिसके कारण सेल्टियम की खोज हुई, जबकि भौतिकविदों ने नई एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी पद्धति के उपयोग पर भरोसा किया, जिसने साबित किया कि अर्बेन द्वारा खोजे गए पदार्थों में तत्व 72 नहीं था। 1921 में, चार्ल्स रूजले बरी|चार्ल्स आर. बरी ने सुझाव दिया कि तत्व 72 जिरकोनियम जैसा होना चाहिए और इसलिए दुर्लभ पृथ्वी तत्व समूह का हिस्सा नहीं था। 1923 की प्रारंभ में, नील्स बोह्र और अन्य लोग बरी से सहमत हुए। ये सुझाव बोह्र के परमाणु के सिद्धांतों पर आधारित थे जो रसायनशास्त्री चार्ल्स बरी, मोसले के एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी और फ्रेडरिक पैनेथ के रासायनिक तर्कों के समान थे। इन सुझावों से प्रोत्साहित होकर और 1922 में अर्बेन के दावों के पुन: प्रकट होने से कि तत्व 72 1911 में खोजा गया एक दुर्लभ पृथ्वी तत्व था, डर्क कोस्टर और जॉर्ज वॉन हेवेसी को जिरकोनियम अयस्कों में नए तत्व की खोज के लिए प्रेरित किया गया था। हेफ़नियम की खोज दोनों ने 1923 में कोपेनहेगन, डेनमार्क में की थी, जो मेंडेलीव की मूल 1869 की भविष्यवाणी को मान्य करता है। यह अंततः एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी विश्लेषण के माध्यम से नॉर्वे में जिरकॉन में पाया गया था। जिस स्थान पर खोज हुई, उस तत्व का नाम लैटिन नाम "कोपेनहेगन" के नाम पर रखा गया, नील्स बोह्र का गृह नगर हैफनिया। आज, कोपेनहेगन विश्वविद्यालय के विज्ञान संकाय ने अपनी प्रमाण में हेफ़नियम परमाणु की शैलीबद्ध छवि का उपयोग किया है। हेफ़नियम को ज़िरकोनियम से डबल अमोनियम या पोटैशियम फ्लोराइड्स के बार-बार पुनर्संरचना के माध्यम से वल्देमार थाल जांत्ज़ेन और वॉन हेवेसी द्वारा अलग किया गया था। 1924 में एक गर्म टंगस्टन फिलामेंट के ऊपर हेफ़नियम टेट्राआयोडाइड वाष्प प्रवाहित करके धात्विक हेफ़नियम तैयार करने वाले एंटोन एडुआर्ड वैन अर्केल और जान हेंड्रिक डी बोअर पहले थे। ज़िरकोनियम और हेफ़नियम के विभेदक शुद्धिकरण की यह प्रक्रिया आज भी उपयोग में है।

1923 में, आवर्त सारणी से छह पूर्वानुमानित तत्व अभी भी गायब थे: 43 (टेक्नेटियम), 61 (वादा), 85 (एस्टाटिन), और 87 (फ्रैनशियम) रेडियोधर्मी तत्व हैं और केवल पर्यावरण में ट्रेस मात्रा में सम्मलित हैं, इस प्रकार तत्व 75 (रेनियम) और 72 (हेफ़नियम) अंतिम दो अज्ञात गैर-रेडियोधर्मी तत्व बनाते हैं।

अनुप्रयोग
उत्पादित अधिकांश हेफ़नियम का उपयोग परमाणु रिएक्टरों के लिए नियंत्रण प्रभुत्वों के निर्माण में किया जाता है। कई विवरण इस तथ्य में योगदान करते हैं कि हेफ़नियम के लिए केवल कुछ तकनीकी उपयोग हैं: सबसे पहले, हेफ़नियम और ज़िरकोनियम के बीच घनिष्ठ समानता अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए अधिक प्रचुर मात्रा में ज़िरकोनियम का उपयोग करना संभव बनाती है; दूसरा, 1950 के दशक के अंत में हेफ़नियम मुक्त ज़िरकोनियम के लिए परमाणु उद्योग में उपयोग के बाद हेफ़नियम पहली बार शुद्ध धातु के रूप में उपलब्ध था। इसके अतिरिक्त, कम प्रचुरता और दुष्कर वियुक्ति तकनीक इसे एक दुर्लभ वस्तु बनाती है। फुकुशिमा दाइची परमाणु आपदा के बाद जब हेफ़नियम-मुक्त जिरकोनियम की मांग में गिरावट आई, तो हेफ़नियम की कीमत 2014 में $500-600/किग्रा से तेज़ी से बढ़कर 2015 में लगभग $1000/किग्रा हो गई।

परमाणु रिएक्टर
कई हेफ़नियम समस्थानिकों के नाभिक प्रत्येक न्यूट्रॉन को अवशोषित कर सकते हैं। यह हेफ़नियम को परमाणु रिएक्टरों के लिए नियंत्रण प्रभुत्वों में उपयोग के लिए एक अच्छी सामग्री बनाता है। इसका न्यूट्रॉन कैप्चर क्रॉस सेक्शन (कैप्चर रेजोनेंस इंटीग्रल Io ≈ 2000 बार्न्स) जिरकोनियम से लगभग 600 गुना अधिक है (अन्य तत्व जो नियंत्रण छड़ के लिए अच्छे न्यूट्रॉन-अवशोषक हैं, कैडमियम और बोरॉन हैं)। उत्कृष्ट यांत्रिक गुण और असाधारण संक्षारण-प्रतिरोध गुण दबाव वाले जल रिएक्टरों के कठोर वातावरण में इसके उपयोग की अनुमति देते हैं। जर्मन अनुसंधान रिएक्टर FRM II न्यूट्रॉन अवशोषक के रूप में हेफ़नियम का उपयोग करता है। यह सैन्य रिएक्टरों में भी साधारण है, विशेष रूप से अमेरिकी नौसैनिक रिएक्टरों में, लेकिन असैनिक रिएक्टरों में शायद ही कभी पाया जाता है, शिपिंगपोर्ट परमाणु ऊर्जा स्टेशन का पहला कोर (नौसेना रिएक्टर का रूपांतरण) एक उल्लेखनीय अपवाद है।

मिश्र
हेफ़नियम का उपयोग लोहे, टाइटेनियम, नाइओबियम, टैंटलम और अन्य धातुओं के मिश्र धातुओं में किया जाता है। लिक्विड-रॉकेट थ्रस्टर नोज़ल के लिए प्रयुक्त एक मिश्रधातु, उदाहरण के लिए अपोलो लूनर मॉड्यूल का मुख्य इंजन, C103 है जिसमें 89% नाइओबियम, 10% हेफ़नियम और 1% टाइटेनियम होता है। हेफ़नियम के छोटे जोड़ निकेल-आधारित मिश्र धातुओं पर सुरक्षात्मक ऑक्साइड स्केल के पालन को बढ़ाते हैं। इस प्रकार यह विशेष रूप से चक्रीय तापमान स्थितियों के तहत संक्षारण प्रतिरोध में सुधार करता है जो बल्क सामग्री और ऑक्साइड परत के बीच थर्मल तनाव को प्रेरित करके ऑक्साइड स्केल को तोड़ते हैं।

माइक्रोप्रोसेसर
हेफ़नियम-आधारित यौगिक इंटेल, आईबीएम और अन्य से एकीकृत सर्किट के 45 एनएम उत्पादन में गेट इन्सुलेटर के रूप में ट्रांजिस्टर के द्वार में कार्यरत हैं। हेफ़नियम ऑक्साइड-आधारित यौगिक व्यावहारिक हाई-के डाइलेक्ट्रिक्स हैं, जो गेट लीकेज करंट को कम करने की अनुमति देते हैं जो ऐसे पैमानों पर प्रदर्शन में सुधार करता है।

आइसोटोप जियोकेमिस्ट्री
हैफ़नियम और ल्यूटेशियम के आइसोटोप (येटरबियम के साथ) का उपयोग आइसोटोप भू-रसायन विज्ञान और भू-कालानुक्रमिक अनुप्रयोगों में, ल्यूटेशियम-हेफ़नियम डेटिंग में भी किया जाता है। यह अधिकांशतः समय के माध्यम से पृथ्वी के मेंटल के समस्थानिक विकास के अनुरेखक के रूप में प्रयोग किया जाता है। ऐसा इसलिए है चूंकि 176Lu लगभग 37 बिलियन वर्षों के अर्ध-जीवन के साथ 176Hf तक क्षय हो जाता है। अधिकांशतः भूगर्भीय सामग्रियों में, जिरकोन हेफ़नियम (>10,000 पीपीएम) का प्रमुख समूह है और अधिकांशतः भूविज्ञान में हेफ़नियम अध्ययन का केंद्र बिंदु होता है। हेफ़नियम को जिरकॉन क्रिस्टल जाली में आसानी से प्रतिस्थापित किया जाता है, और इसलिए यह हेफ़नियम की गतिशीलता और संदूषण के लिए बहुत प्रतिरोधी है। ज़िरकॉन में भी बेहद कम लू/एचएफ अनुपात है, जो प्रारंभिक ल्यूटेटियम के लिए न्यूनतम सुधार करता है। यद्यपि लू/एचएफ प्रणाली का उपयोग मॉडल आयु की गणना के लिए किया जा सकता है, अर्थात वह समय जिस पर यह किसी दिए गए समस्थानिक जलाशय से प्राप्त किया गया था, जैसे कि क्षीण प्रावार ये "उम्र" समान भूगर्भीय महत्व नहीं रखते हैं जैसे अन्य करते हैं परिणाम के रूप में भू-कालानुक्रमिक तकनीकें अक्सर समस्थानिक मिश्रण उत्पन्न करती हैं और इस प्रकार उस सामग्री की औसत आयु प्रदान करती हैं जिससे इसे प्राप्त किया गया था।

गार्नेट एक अन्य खनिज है जिसमें जियोक्रोनोमीटर के रूप में कार्य करने के लिए हेफ़नियम की प्रशंसनीय मात्रा होती है। गार्नेट में पाए जाने वाले उच्च और परिवर्तनशील Lu/Hf अनुपात इसे रूपांतरित घटनाओं के काल निर्धारण के लिए उपयोगी बनाते हैं।

अन्य उपयोग
इसकी गर्मी प्रतिरोध और ऑक्सीजन और नाइट्रोजन के संबंध के कारण, हेफ़नियम गैस से भरे और तापदीप्त लैंप में ऑक्सीजन और नाइट्रोजन के लिए एक अच्छा अपमार्जक है। हवा में इलेक्ट्रॉनों को बहाने की क्षमता के कारण हेफ़नियम का उपयोग प्लाज्मा काटने में इलेक्ट्रोड के रूप में भी किया जाता है। 178m2Hf की उच्च ऊर्जा सामग्री अमेरिका में दर्प द्वारा वित्तपोषित कार्यक्रम की चिंता थी। इस कार्यक्रम ने अंततः निष्कर्ष निकाला कि एक्स-रे ट्रिगरिंग तंत्र के साथ उच्च-उपज वाले हथियारों का निर्माण करने के लिए हेफ़नियम के उपर्युक्त 178m2Hf परमाणु आइसोमर का उपयोग करना -  प्रेरित गामा उत्सर्जन  का एक अनुप्रयोग - इसके खर्च के कारण अव्यवहार्य था।

हेफ़नियम मेटालोसिन यौगिकों को हेफ़नियम टेट्राक्लोराइड और विभिन्न साइक्लोपेंटैडिएन-प्रकार के लिगेंड प्रजातियों से तैयार किया जा सकता है। शायद सबसे सरल हेफ़नियम मेटालोसिन हैफ़नोसीन डाइक्लोराइड है। हेफ़नियम मेटलोसीन समूह 4 संक्रमण धातु मेटालोसिन उत्प्रेरक [69] के एक बड़े संग्रह का हिस्सा हैं, जो दुनिया भर में पॉलीथीन और पॉलीप्रोपाइलीन जैसे पॉलीओलेफ़िन रेजिन के उत्पादन में किया जाता है।

प्रोपलीन के नियंत्रित आइसो-चयनात्मक पोलीमराइज़ेशन के लिए एक पाइरिडाइल-एमिडोहेफ़नियम उत्प्रेरक का उपयोग किया जा सकता है, जिसे बाद में पॉलीइथाइलीन के साथ जोड़ा जा सकता है ताकि अधिक कठोर पुनर्नवीनीकरण प्लास्टिक बनाया जा सके। हेफ़नियम डिसेलेनाइड का अध्ययन स्पिंट्रोनिक्स में किया जाता है, इसके चार्ज घनत्व तरंग और अतिचालकता के लिए है।

सावधानियां
हेफ़नियम की मुद्रण कार्य करते समय सावधानी बरतने की आवश्यकता होती है चूंकि यह स्वतः ज्वलनी है - हवा के संपर्क में आने पर महीन कण अनायास दहन कर सकते हैं। जिन यौगिकों में यह धातु होती है, वे शायद ही कभी अधिकांश लोगों द्वारा देखी जाती हैं। शुद्ध धातु को विषैला नहीं माना जाता है, परंतु हेफ़नियम यौगिकों को विषाक्त माना जाना चाहिए चूंकि धातुओं के आयनिक रूपों में सामान्यतः विषाक्तता का सबसे बड़ी आशंका होती है, और हेफ़नियम यौगिकों के लिए सीमित पशु परीक्षण किया गया है। लोगों को कार्यस्थल में सांस लेने, इसे समाप्त करने, त्वचा संपर्क में और आंखों से संपर्क करने से हेफ़नियम के संपर्क में लाया जा सकता है। व्यावसायिक स्वास्थ्य और सुरक्षा व्यवस्था ने कार्यस्थल और हेफ़नियम यौगिकों के संपर्क के लिए कानूनी सीमा (अनुमेय) को 8 घंटे के कार्यदिवस में TWA 0.5 mg/m3 के रूप में निर्धारित किया है। राष्ट्रीय व्यावसायिक सुरक्षा और स्वास्थ्य संस्थान के समान अनुशंसित निर्धारित की है। 50 mg/m3 के स्तर पर, हेफ़नियम तुरंत जीवन और स्वास्थ्य के लिए हानिकारक है।

बाहरी संबंध

 * Hafnium at Los Alamos National Laboratory's periodic table of the elements
 * Hafnium at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)
 * Hafnium Technical & Safety Data
 * NLM Hazardous Substances Databank – Hafnium, elemental
 * Don Clark: Intel Shifts from Silicon to Lift Chip Performance - WSJ, 2007
 * Hafnium-based Intel 45nm Process Technology
 * CDC - NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards
 * https://colnect.com/en/coins/list/composition/168-Hafnium