Warum ist Hafnium kleiner als Zirkonium?
Die geochemischen Eigenschaften von Hf und Zr sind sehr ähnlich, da der Ionenradius von Hf fast identisch mit dem von Zr ist. Alle Zr-Mineralien enthalten Hf, und reine Hf-Mineralien sind nicht allgemein bekannt.
Die Hf-Konzentration in Mineralien übersteigt selten die von Zr, mit Ausnahme bestimmter Arten von Thortveitit. Zirkon, SiO4, und Baddeleyit, ZrO2, sind die wichtigsten Hf-Quellen und enthalten in der Regel bis zu 2 %. In einigen norwegischen Zirkonmineralen wurde jedoch ein Hf-Gehalt von 20 % festgestellt. Hafnium verhält sich überwiegend lithophil und kommt in Oxiden und Silikaten als Hf-Ion vor.
Hafnium kann als Wegbereiter für die Zr-Mineralisierung dienen. Erhöhte Hf-Werte weisen auf das Vorhandensein von felsischen Gesteinen, insbesondere Intrusivmassen, hin. Die resistente Natur der Hf-Minerale begrenzt die Hf-Konzentration in natürlichem Wasser. Komplexe mit Sulfaten, Fluoriden und Chloriden können in wässriger Lösung schwer löslich sein, aber die Komplexbildung mit natürlichen organischen Stoffen kann die Hf-Konzentration in natürlichem Süßwasser erhöhen. Hafnium ist in natürlichen Gewässern im Allgemeinen in Konzentrationen von weniger als 0,1 µg l-1 vorhanden.
Abwasser ist die wichtigste anthropogene Quelle für Hf. Hafnium wird bei der Herstellung von Glühbirnenfäden, Röntgenkathodenröhren, Reaktorkontrollstäben, als Legierung mit Ti, Nb, Ta und Fe sowie in der Keramikindustrie verwendet. Mehrere Untersuchungen in den 1960er und 70er Jahren haben gezeigt, dass die Hf-Konzentrationen in Gebieten mit industrieller Tätigkeit nicht erhöht sind, und es scheint, dass geologische Hf-Quellen wichtiger sind als anthropogene.
Hafnium hat keine bekannte biologische Funktion. Über die Toxizität von Hafnium liegen nur sehr wenige Informationen vor, es wird jedoch allgemein als wenig toxisch angesehen. Es wurden keine negativen Umweltauswirkungen gemeldet. Da jedoch keine ausreichenden Daten über die Auswirkungen von Hf auf die menschliche Gesundheit vorliegen, sollte es als potenziell toxisch angesehen werden.
Hafniumoxid (Hafnia) wurde in den letzten Jahrzehnten eingehend als Hochdielektrikum untersucht, das als Ersatz für das Standard-Gate-Dielektrikum SiO2 verwendet wird, um Logik- und Speicherbauelemente mit hoher Dichte herzustellen.
