ሃፍኒየም, metal Hf፣ አቶሚክ ቁጥር 72፣ አቶሚክ ክብደት 178.49፣ የሚያብረቀርቅ የብር ግራጫ ሽግግር ብረት ነው።
Hafnium በተፈጥሮ የተረጋጉ ስድስት አይሶቶፖች አሉት፡ hafnium 174, 176, 177, 178, 179, and 180. Hafnium በሃይድሮክሎሪክ አሲድ ፣ በሰልፈሪክ አሲድ እና በጠንካራ የአልካላይን መፍትሄዎች ውስጥ ምላሽ አይሰጥም ፣ ግን በሃይድሮፍሎሪክ አሲድ እና በአኳሬጂያ ውስጥ ይሟሟል። የኤለመንቱ ስም የመጣው ከኮፐንሃገን ከተማ የላቲን ስም ነው።
እ.ኤ.አ. በ 1925 ስዊድናዊው ኬሚስት ሄርቪ እና ሆላንዳዊው የፊዚክስ ሊቅ ኮስተር ንፁህ ሃፊኒየም ጨው በከፊል ክሪስታላይዜሽን የፍሎራይድ ውስብስብ ጨዎችን በማግኘታቸው እና ንጹህ ብረት ሃፊኒየም ለማግኘት በብረታ ብረት ሶዲየም ቀንሰዋል። Hafnium 0.00045% የምድርን ቅርፊት ይይዛል እና ብዙውን ጊዜ በተፈጥሮ ውስጥ ከዚሪኮኒየም ጋር የተያያዘ ነው.
የምርት ስም: hafnium
የንጥረ ነገር ምልክት፡ Hf
አቶሚክ ክብደት: 178.49
የንጥረ ነገር ዓይነት፡- ብረታ ብረት
አካላዊ ባህሪያት:
ሃፍኒየምከብረታ ብረት ጋር የብር ግራጫ ብረት ነው; ሁለት የብረታ ብረት ሃፊኒየም ዓይነቶች አሉ፡ α Hafnium ባለ ስድስት ጎን በቅርበት የታሸገ ተለዋጭ (1750 ℃) ከዚርኮኒየም የበለጠ የሙቀት ለውጥ አለው። ሜታል ሃፊኒየም በከፍተኛ ሙቀት ውስጥ የአልትሮፕስ ልዩነቶች አሉት. የብረታ ብረት ሃፍኒየም ከፍተኛ የኒውትሮን መሳብ መስቀለኛ መንገድ ያለው ሲሆን ለሬአክተሮች እንደ መቆጣጠሪያ ቁሳቁስ ሆኖ ሊያገለግል ይችላል።
ሁለት ዓይነት ክሪስታል አወቃቀሮች አሉ፡ ባለ ስድስት ጎን ጥቅጥቅ ያለ ማሸጊያ ከ 1300 ℃（ α- እኩልታ); ከ 1300 ℃ በላይ ባለው የሙቀት መጠን፣ አካልን ያማከለ ኪዩቢክ ( β- እኩልታ) ነው። ቆሻሻዎች ባሉበት ጊዜ የሚደክም እና የሚሰባበር ፕላስቲክ ያለው ብረት። በአየር ውስጥ የተረጋጋ, ሲቃጠል ላይ ላዩን ብቻ ይጨልማል. ክሮች በክብሪት ነበልባል ሊቀጣጠሉ ይችላሉ። ከዚሪኮኒየም ጋር ተመሳሳይ የሆኑ ባህሪያት. ከውሃ ፣ ከአሲድ ወይም ከጠንካራ መሠረቶች ጋር ምላሽ አይሰጥም ፣ ነገር ግን በአኳ ሬጂያ እና በሃይድሮፍሎሪክ አሲድ ውስጥ በቀላሉ ሊሟሟ ይችላል። በዋናነት a+4 valence ባላቸው ውህዶች ውስጥ። Hafnium alloy (Ta4HfC5) ከፍተኛው የማቅለጫ ነጥብ (በግምት 4215 ℃) እንዳለው ይታወቃል።
ክሪስታል መዋቅር፡ ክሪስታል ሴል ባለ ስድስት ጎን ነው።
የ CAS ቁጥር፡ 7440-58-6
የማቅለጫ ነጥብ: 2227 ℃
የማብሰያ ነጥብ: 4602 ℃
ኬሚካዊ ባህሪዎች
የ hafnium ኬሚካላዊ ባህሪያት ከዚሪኮኒየም ጋር በጣም ተመሳሳይ ናቸው, እና ጥሩ የዝገት መቋቋም እና በአጠቃላይ አሲድ አልካላይን የውሃ መፍትሄዎች በቀላሉ አይበላሽም; የፍሎራይድ ውስብስቦችን ለመፍጠር በሃይድሮፍሎሪክ አሲድ ውስጥ በቀላሉ ሊሟሟ ይችላል። በከፍተኛ ሙቀት፣ ሃፍኒየም በቀጥታ እንደ ኦክሲጅን እና ናይትሮጅን ካሉ ጋዞች ጋር በማጣመር ኦክሳይድ እና ናይትሪድ መፍጠር ይችላል።
Hafnium ብዙውን ጊዜ በውህዶች ውስጥ +4 valence አለው። ዋናው ግቢ ነውሃፍኒየም ኦክሳይድHfO2. ሶስት የተለያዩ የሃፍኒየም ኦክሳይድ ዓይነቶች አሉ፡-ሃፍኒየም ኦክሳይድበሃፍኒየም ሰልፌት እና ክሎራይድ ኦክሳይድ ቀጣይነት ባለው ስሌት የተገኘ ሞኖክሊኒክ ልዩነት ነው። የሃፊኒየም ሃይድሮክሳይድ በ 400 ℃ አካባቢ በማሞቅ የተገኘው ሃፍኒየም ኦክሳይድ ባለ ቴትራጎን ልዩነት ነው; ከ 1000 ℃ በላይ ከተጣራ ፣ የኩቢክ ልዩነት ሊገኝ ይችላል። ሌላው ውህድ ነው።hafnium tetrachloride, የብረት ሃፊኒየምን ለማዘጋጀት ጥሬ እቃ ነው እና በሃፍኒየም ኦክሳይድ እና በካርቦን ድብልቅ ላይ የክሎሪን ጋዝ ምላሽ በመስጠት ሊዘጋጅ ይችላል. Hafnium tetrachloride ከውሃ ጋር ይገናኛል እና ወዲያውኑ ሃይድሮላይዝዝ ወደ ከፍተኛ የተረጋጋ ኤችኤፍኦ (4H2O) 2+ ions ይቀየራል። HfO2+ions በብዙ የሃፍኒየም ውህዶች ውስጥ ይገኛሉ፣እና በመርፌ ቅርጽ ያለው ሃይድሬድ ሃፍኒየም ኦክስጅን ክሎራይድ HfOCl2 · 8H2O ክሪስታሎች በሃይድሮክሎሪክ አሲድ አሲድፋይድ hafnium tetrachloride መፍትሄ ውስጥ ይገኛሉ።
4-valent hafnium K2HfF6፣ K3HfF7፣ (NH4) 2HfF6 እና (NH4) 3HfF7ን ያካተቱ ፍሎራይድ ያላቸው ውስብስቦችን ለመፍጠር የተጋለጠ ነው። እነዚህ ውስብስቦች ዚርኮኒየም እና ሃፊኒየምን ለመለየት ጥቅም ላይ ውለዋል.
የተለመዱ ውህዶች
Hafnium ዳይኦክሳይድ: ስም Hafnium ዳይኦክሳይድ; ሃፍኒየም ዳይኦክሳይድ; ሞለኪውላር ቀመር፡ HfO2 [4]; ንብረት፡ ነጭ ዱቄት ከሶስት ክሪስታል አወቃቀሮች ጋር፡ ሞኖክሊኒክ፣ ቴትራጎን እና ኪዩቢክ። እፍጋቶቹ በቅደም ተከተል 10.3፣ 10.1 እና 10.43g/cm3 ናቸው። የማቅለጫ ነጥብ 2780-2920 ኪ. የማብሰያ ነጥብ 5400 ኪ. የሙቀት ማስፋፊያ ቅንጅት 5.8 × 10-6/℃. በውሃ፣ ሃይድሮክሎሪክ አሲድ እና ናይትሪክ አሲድ ውስጥ የማይሟሟ፣ ነገር ግን በተጠራቀመ ሰልፈሪክ አሲድ እና ሃይድሮፍሎሪክ አሲድ ውስጥ የሚሟሟ። በሙቀት መበስበስ ወይም እንደ ሃፍኒየም ሰልፌት እና ሃፍኒየም ኦክሲክሎራይድ ባሉ ውህዶች ሃይድሮሊሲስ የተሰራ። ለብረት ሃፊኒየም እና ለሃፍኒየም ውህዶች ለማምረት ጥሬ እቃዎች. እንደ ማነቃቂያ ቁሳቁሶች ፣ ፀረ-ራዲዮአክቲቭ ሽፋኖች እና ማነቃቂያዎች ጥቅም ላይ ይውላል። [5] የአቶሚክ ኢነርጂ ደረጃ HfO የአቶሚክ ኢነርጂ ደረጃ ZrO ሲያመርት በአንድ ጊዜ የተገኘ ምርት ነው። ከሁለተኛ ደረጃ ክሎሪን በመጀመር, የመንጻት, የመቀነስ እና የቫኩም ማጽዳት ሂደቶች ከዚሪኮኒየም ጋር ተመሳሳይ ናቸው.
Hafnium tetrachlorideHafnium (IV) ክሎራይድ፣ Hafnium tetrachloride ሞለኪውላር ፎርሙላ HfCl4 ሞለኪውላዊ ክብደት 320.30 ቁምፊ፡ ነጭ ክሪስታል ብሎክ። ለእርጥበት ስሜታዊ። በ acetone እና methanol ውስጥ የሚሟሟ. Hafnium oxychloride (HfOCl2) ለማምረት በውሃ ውስጥ ሃይድሮላይዝ ያድርጉ። እስከ 250 ℃ ድረስ ይሞቁ እና ይተን. ለዓይን ፣ ለአተነፋፈስ ስርዓት እና ለቆዳ የሚያበሳጭ።
ሃፍኒየም ሃይድሮክሳይድ፡ Hafnium hydroxide (H4HfO4)፣ አብዛኛውን ጊዜ እንደ ሃይድሬድ ኦክሳይድ HfO2 · nH2O በውሃ ውስጥ የማይሟሟ፣ በኦርጋኒክ አሲድ ውስጥ በቀላሉ የሚሟሟ፣ በአሞኒያ የማይሟሟ እና በሶዲየም ሃይድሮክሳይድ ውስጥ እምብዛም የማይሟሟ ነው። ሃፍኒየም ሃይድሮክሳይድ HfO (OH) ለማመንጨት እስከ 100 ℃ ሙቀት 2. የሃፍኒየም ሃይድሮክሳይድ ጭስ በአሞኒያ ውሃ ምላሽ በመስጠት የነጭ ሃፍኒየም ሃይድሮክሳይድ ዝላይ ሊገኝ ይችላል። ሌሎች የሃፍኒየም ውህዶችን ለማምረት ሊያገለግል ይችላል.
የምርምር ታሪክ
የግኝት ታሪክ፡-
እ.ኤ.አ. በ 1923 ስዊድናዊው ኬሚስት ሄርቪ እና ሆላንዳዊው የፊዚክስ ሊቅ ዲ. ኮስተር ሃፍኒየም በኖርዌይ እና ግሪንላንድ ውስጥ በተመረተው ዚርኮን ውስጥ ሃፍኒየም አገኙ እና ሃፍኒየም ብለው ሰይመውታል ፣ ይህም የመጣው ከላቲን ስም ሃፍኒያ ኮፐንሃገን ነው። እ.ኤ.አ. በ 1925 ሄርቪ እና ኮስተር ዚርኮኒየም እና ቲታኒየም ንፁህ hafnium ጨዎችን ለማግኘት የፍሎራይድ ውስብስብ ጨዎችን ክፍልፋይ ክሪስታላይዜሽን ዘዴን በመጠቀም ተለያዩ ። እና ንጹህ የብረት hafnium ለማግኘት የሃፍኒየም ጨው በብረታ ብረት ሶዲየም ይቀንሱ። ሄርቪ ብዙ ሚሊግራም ንጹህ ሃፍኒየም ናሙና አዘጋጅቷል.
በ zirconium እና hafnium ላይ የኬሚካል ሙከራዎች
እ.ኤ.አ. በ 1998 በቴክሳስ ዩኒቨርሲቲ በፕሮፌሰር ካርል ኮሊንስ ባደረገው ሙከራ ጋማ ጨረራ ሃፍኒየም 178m2 (ኢሶመር ሃፍኒየም-178ሜ2 [7]) ግዙፍ ኢነርጂ ሊለቅ እንደሚችል ተነግሯል። ከኒውክሌር ምላሾች ያነሰ ሶስት የክብደት መጠኖች። [8] Hf178m2 (hafnium 178m2) ከተመሳሳይ የረዥም አይዞቶፖች መካከል ረጅሙ የህይወት ዘመን አለው፡ Hf178m2 (hafnium 178m2) የ31 አመት ግማሽ ህይወት ያለው ሲሆን ይህም ወደ 1.6 ትሪሊዮን ቤኬሬልስ የሚደርስ የተፈጥሮ ራዲዮአክቲቭ እንዲኖር አድርጓል። የኮሊንስ ዘገባ እንደሚያመለክተው አንድ ግራም ንፁህ Hf178m2 (ሃፍኒየም 178ሜ2) በግምት 1330 ሜጋጁል ይይዛል፣ይህም በ300 ኪሎ ግራም የቲኤንቲ ፈንጂዎች ፍንዳታ ከሚወጣው ሃይል ጋር እኩል ነው። የኮሊንስ ዘገባ እንደሚያመለክተው በዚህ ምላሽ ውስጥ ያሉት ሁሉም ሃይሎች በኤክስሬይ ወይም በጋማ ጨረሮች መልክ የሚለቀቁ ሲሆን ይህም ሃይልን እጅግ በጣም ፈጣን በሆነ ፍጥነት ይለቃሉ እና Hf178m2 (hafnium 178m2) አሁንም እጅግ በጣም ዝቅተኛ በሆነ መጠን ምላሽ መስጠት ይችላል። [9] ፔንታጎን ለምርምር ገንዘብ መድቧል። በሙከራው ውስጥ፣ የምልክት-ወደ-ጫጫታ ጥምርታ በጣም ዝቅተኛ ነበር (በጉልህ ስህተቶች)፣ እና ከዚያን ጊዜ ጀምሮ፣ የዩናይትድ ስቴትስ የመከላከያ ዲፓርትመንት የላቀ ፕሮጀክቶች ምርምር ኤጀንሲ (DARPA) እና የ JASON መከላከያ አማካሪን ጨምሮ ከበርካታ ድርጅቶች ሳይንቲስቶች ብዙ ሙከራዎች ቢያደርጉም ቡድን [13]፣ ማንም ሳይንቲስት በኮሊንስ የይገባኛል ጥያቄ መሰረት ይህንን ምላሽ ማሳካት አልቻለም፣ እና ኮሊንስ የዚህን ምላሽ መኖር የሚያረጋግጥ ጠንካራ ማስረጃ አላቀረበም ፣ ኮሊንስ በጋማ ሬይ ልቀትን በመጠቀም ሀይልን ለመልቀቅ የሚያስችል ዘዴ አቅርቧል። Hf178m2 (hafnium 178m2) [15]፣ ነገር ግን ሌሎች ሳይንቲስቶች ይህ ምላሽ ሊሳካ እንደማይችል በንድፈ ሀሳብ አረጋግጠዋል። [16] Hf178m2 (hafnium 178m2) በአካዳሚክ ማህበረሰብ ውስጥ የኃይል ምንጭ እንዳልሆነ በሰፊው ይታመናል.
የማመልከቻ ቦታ፡
ሃፍኒየም ኤሌክትሮኖችን የማስወጣት ችሎታ ስላለው በጣም ጠቃሚ ነው, ለምሳሌ በብርሃን መብራቶች ውስጥ እንደ ክር ጥቅም ላይ ይውላል. ለኤክስሬይ ቱቦዎች እንደ ካቶድ ጥቅም ላይ ይውላል፣ እና የሃፍኒየም እና ቱንግስተን ወይም ሞሊብዲነም alloys እንደ ኤሌክትሮዶች ለከፍተኛ-ቮልቴጅ ማስወገጃ ቱቦዎች ያገለግላሉ። በብዛት በካቶድ እና በተንግስተን ሽቦ ማምረቻ ኢንዱስትሪ ውስጥ ለኤክስሬይ ጥቅም ላይ ይውላል። ንፁህ ሃፍኒየም በአቶሚክ ኢነርጂ ኢንዱስትሪ ውስጥ በፕላስቲክነት ፣ በቀላል ሂደት ፣ ከፍተኛ የሙቀት መጠን መቋቋም እና የዝገት መቋቋም ምክንያት ጠቃሚ ቁሳቁስ ነው። ሃፍኒየም ትልቅ የሙቀት ኒውትሮን የሚይዝ መስቀለኛ ክፍል ያለው እና ተስማሚ የኒውትሮን መሳብ ነው፣ እሱም እንደ መቆጣጠሪያ ዘንግ እና ለአቶሚክ ሪአክተሮች መከላከያ መሳሪያ ሆኖ ሊያገለግል ይችላል። የሃፍኒየም ዱቄት ለሮኬቶች እንደ ማቀፊያ ሆኖ ሊያገለግል ይችላል. የኤክስሬይ ቱቦዎች ካቶድ በኤሌክትሪክ ኢንዱስትሪ ውስጥ ሊሠራ ይችላል. Hafnium alloy ለሮኬት አፍንጫዎች እንደ ወደፊት መከላከያ ሽፋን ሆኖ ሊያገለግል እና እንደገና የሚገቡ አውሮፕላኖችን ይንሸራተታል ፣ Hf Ta alloy ደግሞ የመሳሪያ ብረት እና የመከላከያ ቁሳቁሶችን ለማምረት ሊያገለግል ይችላል። ሃፍኒየም እንደ ቱንግስተን፣ ሞሊብዲነም እና ታንታለም ባሉ ሙቀት-ተከላካይ ውህዶች ውስጥ እንደ ተጨማሪ ንጥረ ነገር ጥቅም ላይ ይውላል። HfC በከፍተኛ ጥንካሬው እና በማቅለጫ ነጥብ ምክንያት ለሃርድ ውህዶች እንደ ተጨማሪነት ሊያገለግል ይችላል። የ4TaCHfC የማቅለጫ ነጥብ በግምት 4215 ℃ ሲሆን ይህም ከፍተኛው የታወቀ የማቅለጫ ነጥብ ያለው ውህድ ያደርገዋል። ሃፍኒየም በብዙ የዋጋ ግሽበት ስርዓቶች ውስጥ እንደ ገትር ሆኖ ሊያገለግል ይችላል። Hafnium getters በስርዓቱ ውስጥ የሚገኙትን እንደ ኦክሲጅን እና ናይትሮጅን ያሉ አላስፈላጊ ጋዞችን ያስወግዳል። ሃፍኒየም ከፍተኛ አደጋ በሚፈጠርበት ጊዜ የሃይድሮሊክ ዘይት መለዋወጥን ለመከላከል በሃይድሮሊክ ዘይት ውስጥ እንደ ተጨማሪ ንጥረ ነገር ጥቅም ላይ ይውላል እና ጠንካራ ፀረ-ተለዋዋጭ ባህሪዎች አሉት። ስለዚህ, በአጠቃላይ በኢንዱስትሪ ሃይድሮሊክ ዘይት ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል. የሕክምና ሃይድሮሊክ ዘይት.
Hafnium ኤለመንት በአዲሱ ኢንቴል 45 ናኖፕሮሰሰር ውስጥም ጥቅም ላይ ይውላል። በሲሊኮን ዳይኦክሳይድ (SiO2) የማምረት አቅም እና ውፍረትን የመቀነስ ችሎታው ያለማቋረጥ የትራንዚስተር አፈፃፀምን ለማሻሻል ፣አቀነባባሪዎች አምራቾች ሲሊኮን ዳይኦክሳይድን እንደ በር ዳይኤሌክትሪክ መሳሪያዎች ይጠቀማሉ። ኢንቴል 65 ናኖሜትር የማምረት ሂደቱን ሲያስተዋውቅ ምንም እንኳን የሲሊኮን ዳዮክሳይድ በር ዳይኤሌክትሪክ ውፍረት ወደ 1.2 ናኖሜትር ማለትም 5 የአተሞች ንብርብሩን ለመቀነስ የተቻለውን ሁሉ ጥረት ቢያደርግም የኃይል ፍጆታ እና የሙቀት ብክነት ችግር ደግሞ ትራንዚስተር ሲጨምር ይጨምራል። ወደ አቶም መጠን በመቀነሱ አሁን ያለውን ብክነት እና አላስፈላጊ የሙቀት ኃይልን አስከትሏል። ስለዚህ, አሁን ያሉ ቁሳቁሶች ጥቅም ላይ መዋል ከቀጠሉ እና ውፍረቱ የበለጠ እየቀነሰ ከሄደ, የጌት ዲኤሌክትሪክ ፍሳሽ በከፍተኛ ሁኔታ ይጨምራል, ትራንዚስተር ቴክኖሎጂን እስከ ገደቡ በማምጣት. ይህን አሳሳቢ ችግር ለመፍታት ኢንቴል ወፍራም ከፍተኛ ኬ ቁሶችን (hafnium based material) ከሲሊኮን ዳይኦክሳይድ ይልቅ እንደ በር ዳይኤሌክትሪክ ለመጠቀም አቅዷል፣ይህም የውሃ ፍሳሽን በተሳካ ሁኔታ ከ10 ጊዜ በላይ ቀንሷል። ከቀድሞው የ65nm ቴክኖሎጂ ትውልድ ጋር ሲነጻጸር፣የኢንቴል 45nm ሂደት የትራንዚስተር ትፍገትን በእጥፍ ገደማ ያሳድገዋል፣ይህም አጠቃላይ የትራንዚስተሮች ብዛት እንዲጨምር ወይም የፕሮሰሰር መጠን እንዲቀንስ ያስችላል። በተጨማሪም ለትራንዚስተር መቀየሪያ የሚያስፈልገው ኃይል ዝቅተኛ ሲሆን የኃይል ፍጆታ በ 30% ገደማ ይቀንሳል. የውስጣዊ ግንኙነቶቹ ከመዳብ ሽቦ ከዝቅተኛ ኬ ዳይኤሌክትሪክ ጋር ተጣምረው ውጤታማነታቸውን በማሻሻል እና የኃይል ፍጆታን በመቀነስ እና የመቀያየር ፍጥነት በ 20% ገደማ ፈጣን ነው.
የማዕድን ስርጭት;
ሃፍኒየም በብዛት ጥቅም ላይ ከሚውሉት እንደ ቢስሙት፣ ካድሚየም እና ሜርኩሪ ከመሳሰሉት ብረቶች የበለጠ ከፍተኛ የከርሰ ምድር ክምችት ያለው ሲሆን በይዘቱም ከቤሪሊየም፣ ጀርማኒየም እና ዩራኒየም ጋር እኩል ነው። ዚርኮኒየም የያዙ ሁሉም ማዕድናት hafnium ይይዛሉ። በኢንዱስትሪ ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውለው ዚርኮን 0.5-2% hafnium ይይዛል. በሁለተኛ ደረጃ ዚርኮኒየም ማዕድን ውስጥ የሚገኘው የቤሪሊየም ዚርኮን (አልቪት) እስከ 15% ሃፍኒየም ሊይዝ ይችላል. ከ5% በላይ ኤችኤፍኦን የያዘ የሜታሞርፊክ ዚርኮን፣ ሳይርቶላይት አይነት አለ። የኋለኞቹ ሁለት ማዕድናት ክምችት ትንሽ እና እስካሁን በኢንዱስትሪ ውስጥ ተቀባይነት አላገኘም. Hafnium በዋነኝነት የተመለሰው ዚርኮኒየም በሚመረትበት ጊዜ ነው።
በአብዛኛዎቹ zirconium ማዕድናት ውስጥ አለ. [18] [19] ምክንያቱም በቅርፊቱ ውስጥ ያለው ይዘት በጣም ትንሽ ነው. ብዙውን ጊዜ ከዚሪኮኒየም ጋር አብሮ ይኖራል እና የተለየ ማዕድን የለውም.
የዝግጅት ዘዴ;
1. የ hafnium tetrachloride ማግኒዥየም ቅነሳ ወይም የ hafnium iodide የሙቀት መበስበስ ሊዘጋጅ ይችላል. HfCl4 እና K2HfF6 እንደ ጥሬ ዕቃዎችም ሊያገለግሉ ይችላሉ። በ NaCl KCl HfCl4 ወይም K2HfF6 ማቅለጥ ውስጥ የኤሌክትሮላይቲክ ምርት ሂደት ከዚርኮኒየም ኤሌክትሮላይቲክ ምርት ጋር ተመሳሳይ ነው.
2. ሃፍኒየም ከዚሪኮኒየም ጋር አብሮ ይኖራል, እና ለሃፍኒየም የተለየ ጥሬ እቃ የለም. Hafnium ለማምረት የሚውለው ጥሬ እቃው ዚርኮኒየምን በማምረት ሂደት ውስጥ የተከፋፈለው ሃፍኒየም ኦክሳይድ ነው. ሃፊኒየም ኦክሳይድን ion exchange resin በመጠቀም ያውጡ፣ እና ከዚህ ሃፍኒየም ኦክሳይድ የብረት ሃፍኒየም ለማዘጋጀት እንደ ዚሪኮኒየም ተመሳሳይ ዘዴ ይጠቀሙ።
3. በጋር በማሞቅ ሃፍኒየም ቴትራክሎራይድ (HfCl4) በሶዲየም በመቀነስ ሊዘጋጅ ይችላል.
ዚርኮኒየም እና ሃፊኒየምን ለመለየት የመጀመሪያዎቹ ዘዴዎች የፍሎራይድ ውስብስብ ጨዎችን በከፊል ክሪስታላይዜሽን እና የፎስፌትስ ክፍልፋይ ዝናብ ነበሩ። እነዚህ ዘዴዎች ለመሥራት አስቸጋሪ ናቸው እና በላብራቶሪ አጠቃቀም ላይ የተገደቡ ናቸው. ዚርኮኒየም እና ሃፍኒየምን የሚለያዩ አዳዲስ ቴክኖሎጂዎች እንደ ክፍልፋይ ዳይስቲልሽን፣ ሟሟ ኤክስትራክሽን፣ ion ልውውጥ እና ክፍልፋይ ማስተዋወቅ፣ አንድ በአንድ ወጥተዋል፣ ሟሟን ማውጣት የበለጠ ተግባራዊ ነው። ሁለቱ በብዛት ጥቅም ላይ የሚውሉት የመለያያ ስርዓቶች የቲዮሲያኔት ሳይክሎሄክሳኖን ሲስተም እና የትሪቲል ፎስፌት ናይትሪክ አሲድ ስርዓት ናቸው። ከላይ በተጠቀሱት ዘዴዎች የተገኙት ምርቶች ሁሉም ሃፍኒየም ሃይድሮክሳይድ ናቸው, እና ንጹህ ሃፍኒየም ኦክሳይድ በካልሲየም ሊገኝ ይችላል. ከፍተኛ ንፅህና ሃፍኒየም በ ion ልውውጥ ዘዴ ሊገኝ ይችላል.
በኢንዱስትሪ ውስጥ የብረታ ብረት ሃፍኒየም ማምረት ብዙውን ጊዜ ሁለቱንም የክሮል ሂደትን እና የዲቦር አከርን ሂደት ያካትታል. የ Kroll ሂደት የብረት ማግኒዚየም በመጠቀም የ hafnium tetrachloride ቅነሳን ያካትታል.
2Mg+HfCl4- → 2MgCl2+Hf
የዲቦር አከር ዘዴ፣ እንዲሁም አዮዳይዜሽን ዘዴ ተብሎ የሚታወቀው፣ ስፖንጅን እንደ ሃፍኒየም ለማጥራት እና በቀላሉ የማይበገር ብረት ሃፍኒየም ለማግኘት ይጠቅማል።
5. የሃፍኒየም ማቅለጥ በመሠረቱ ከዚሪኮኒየም ጋር ተመሳሳይ ነው.
የመጀመሪያው እርምጃ ሶስት ዘዴዎችን የሚያጠቃልለው የብረት መበስበስ ነው-የዚርኮን ክሎሪን ማግኘት (Zr, Hf) Cl. የዚርኮን አልካሊ ማቅለጥ. ዚርኮን በNaOH በ600 አካባቢ ይቀልጣል እና ከ 90% በላይ (Zr, Hf) O ወደ ና (Zr, Hf) O ይቀየራል, ሲኦ ወደ ናሲኦ ተቀይሯል ይህም ለማስወገድ በውሃ ውስጥ ይቀልጣል. ና (Zr, Hf) O በHNO ውስጥ ከሟሟ በኋላ ዚርኮኒየም እና ሃፊኒየምን ለመለየት እንደ ዋናው መፍትሄ ሊያገለግል ይችላል። ይሁን እንጂ የሲኦ ኮሎይድ መኖሩ የፈሳሽ ማስወገጃ መለያየትን አስቸጋሪ ያደርገዋል። K (Zr, Hf) F መፍትሄ ለማግኘት ከ KSiF ጋር ይንጠፍጡ እና በውሃ ውስጥ ይቅቡት. መፍትሄው ዚርኮኒየም እና ሃፊኒየምን በክፍልፋይ ክሪስታላይዜሽን መለየት ይችላል;
ሁለተኛው እርምጃ ሃይድሮክሎሪክ አሲድ MIBK (methyl isobutyl ketone) ሥርዓት እና HNO-TBP (tributyl ፎስፌት) ሥርዓት በመጠቀም የማሟሟት የማውጣት መለያየት ዘዴዎችን በመጠቀም ማሳካት ይቻላል ይህም zirconium እና hafnium መካከል መለያየት ነው. በ HfCl እና ZrCl መካከል ያለውን የእንፋሎት ግፊት ልዩነት በመጠቀም የብዝሃ-ደረጃ ክፍልፋይ ቴክኖሎጂ በከፍተኛ ግፊት (ከ 20 በላይ ከባቢ አየር) ይቀልጣል ፣ ይህም የሁለተኛውን የክሎሪን ሂደትን ለመቆጠብ እና ወጪዎችን ለመቀነስ ያስችላል። ነገር ግን በ (Zr, Hf) Cl እና HCl የዝገት ችግር ምክንያት ተስማሚ ክፍልፋይ አምድ ቁሳቁሶችን ማግኘት ቀላል አይደለም, እና የ ZrCl እና HfCl ጥራትን ይቀንሳል, የመንጻት ወጪዎችን ይጨምራል. በ 1970 ዎቹ ውስጥ አሁንም በመካከለኛው የእፅዋት ሙከራ ደረጃ ላይ ነበር;
ሦስተኛው ደረጃ HfO መካከል ድፍድፍ HfCl ለማግኘት ሁለተኛ ደረጃ chlorination ነው;
አራተኛው ደረጃ የ HfCl እና የማግኒዚየም ቅነሳን ማጽዳት ነው. ይህ ሂደት ZrCl የመንጻት እና ቅነሳ ጋር ተመሳሳይ ነው, እና በውጤቱም ከፊል-የተጠናቀቀ ምርት ሻካራ ስፖንጅ hafnium ነው;
አምስተኛው እርምጃ MgCl ን ለማስወገድ እና ከመጠን በላይ የሆነ ብረት ማግኒዚየም ለማገገም ድፍድፍ ስፖንጅ ሃፊኒየምን በቫኩም ማድረግ ነው ፣ ይህም የስፖንጅ ብረት ሃፍኒየም የተጠናቀቀ ምርትን ያስከትላል። የሚቀነሰው ኤጀንት ከማግኒዚየም ይልቅ ሶዲየም የሚጠቀም ከሆነ, አምስተኛው እርምጃ ወደ ውሃ መጥለቅ መቀየር አለበት
የማጠራቀሚያ ዘዴ;
በቀዝቃዛ እና አየር የተሞላ መጋዘን ውስጥ ያከማቹ። ከሙቀት ምንጮች እና ብልጭታዎች ይራቁ። ከኦክሳይዶች, አሲዶች, halogens, ወዘተ ተለይቶ መቀመጥ አለበት, እና የተደባለቁ ማከማቻዎችን ያስወግዱ. ፍንዳታ-ተከላካይ መብራቶችን እና የአየር ማናፈሻ መሳሪያዎችን መጠቀም. የእሳት ብልጭታ የተጋለጡ የሜካኒካል መሳሪያዎችን እና መሳሪያዎችን መጠቀምን መከልከል. የማጠራቀሚያው ቦታ ፍሳሾችን ለመያዝ ተስማሚ ቁሳቁሶችን ማሟላት አለበት.
የልጥፍ ጊዜ፡ ሴፕቴምበር-25-2023