احتياطيات عالمية محدودة من الحافنيوم المعدني ، مع مجموعة واسعة من التطبيقات المصب

حافنيوميمكن أن تشكل سبائك مع المعادن الأخرى ، وأكثرها تمثيلا منها هو سبيكة الحافنيوم tantalum ، مثل رباعيات بنتاكاربايد والهفنيوم (TA4HFC5) ، والتي لها نقطة انصهار عالية. يمكن أن تصل نقطة انصهار رباعيات بنتاكاربايد والهفنيوم إلى 4215 ℃ ، مما يجعلها المادة المعروفة حاليًا مع أعلى نقطة انصهار.

حافنيوم، مع الرمز الكيميائي HF ، هو عنصر معدني ينتمي إلى فئة المعادن الانتقالية. مظهره الأولي هو سيلفر رمادي وله بريق معدني. لديها صلابة MOHS 5.5 ، نقطة انصهار من 2233 ℃ ، وهي بلاستيكية. يمكن أن يشكل الحافنيوم طلاء أكسيد في الهواء ، وخصائصه مستقرة في درجة حرارة الغرفة. يمكن أن يشعل الحافنيوم المسحوق تلقائيًا في الهواء ، ويمكن أن يتفاعل مع الأكسجين والنيتروجين في درجات حرارة عالية. لا يتفاعل الحافنيوم بالماء ، والأحماض المخففة مثل حمض الهيدروكلوريك ، وحمض الكبريتيك ، ومحاليل القلوية القوية. إنه قابل للذوبان في الأحماض القوية مثل Aqua Regia وحمض الهيدروفلوريك ، وله مقاومة تآكل ممتازة.

العنصرحافنيومتم اكتشافه في عام 1923. Hafnium لديه محتوى منخفض في قشرة الأرض ، فقط 0.00045 ٪. يرتبط بشكل عام بالزركونيوم المعدني وليس له خامات منفصلة. يمكن العثور على حافنيوم في معظم مناجم الزركونيوم ، مثل البريليوم الزركون والزركون والمعادن الأخرى. يمتلك النوعان الأولين من الخامات محتوى عالي من الحفنيوم ولكن الاحتياطيات المنخفضة ، والزركون هو المصدر الرئيسي للحفنيوم. على نطاق عالمي ، فإن إجمالي احتياطيات موارد الحافنيوم تزيد عن مليون طن. تشمل الدول التي لديها احتياطيات أكبر بشكل أساسي جنوب إفريقيا وأستراليا والولايات المتحدة والبرازيل والهند ومناطق أخرى. يتم توزيع مناجم الحفنيوم أيضًا في قوانغشي ومناطق أخرى من الصين.

في عام 1925 ، اكتشف علمان من السويد وهولندا العنصر الحافنيوم والهفنيوم المعدني المعدين باستخدام طريقة بلورات الكسور الملح المعقدة المفلورة وطريقة تقليل الصوديوم المعدنية. يحتوي Hafnium على هيكلين بلوريين ويعرض التعبئة الكثيفة السداسية في درجات حرارة تقل عن 1300 ℃ (α- عندما تكون درجة الحرارة أعلى من 1300 ℃ ، فإنها تعرض كشكل مكعب متمركز في الجسم ((- المعادلة). يحتوي Hafnium أيضًا على ستة نظائر مستقرة ، وهي Hafnium 174 ، Hafnium 176 ، Hafnium 177 ، Hafnium 178 ، Hafnium 179 ، and Hafnium 180. على نطاق عالمي ، الولايات المتحدة وفرنسا هي المنتجين الرئيسيين للمعادن.

تشمل المركبات الرئيسية للهفنيومهافنيوم ثنائي أكسيده (HFO2), هافنيوم رباعي كلوريد (HFCL4) ، وهفنيوم هيدروكسيد (H4HFO4). يمكن استخدام ثاني أكسيد الحفنيوم ورباعي كلوريد هافنيوم لإنتاج المعدنحافنيوم, ثاني أكسيد الحافنيوميمكن أيضًا استخدامها لإعداد سبائك الحافنيوم ، ويمكن استخدام هيدروكسيد الحفنيوم لإعداد مركبات الحفنيوم المختلفة. يمكن أن يشكل الحافنيوم سبائك مع المعادن الأخرى ، وأكثرها تمثيلًا هي سبيكة الحافنيوم tantalum ، مثل رباعيات بنتاكاربايد والهفنيوم (Ta4HFC5) ، والتي لها نقطة انصهار عالية. يمكن أن تصل نقطة انصهار رباعيات بنتاكاربيد والهفنيوم إلى 4215 ℃ ، مما يجعلها المادة المعروفة حاليًا مع أعلى نقطة انصهار.

وفقًا لتقرير اقتراحات "2022-2026 للبحوث العميقة للبحوث واستراتيجية الاستثمار ، حول صناعة الحافنيوم المعدنية" التي أصدرها مركز أبحاث صناعة Xinsijie ، يمكن استخدام المعادن الحافنيوم لتصنيع خيوط المصابيح المتوهجة ، وكاثود أنبوب الأشعة السينية ، و Dielectrics المعالج ، ؛ يمكن استخدام سبائك التنغستن الحافنيوم وسبائك الحافنيوم موليبدينوم لتصنيع أقطاب أنبوب التفريغ عالية الجهد ، في حين يمكن استخدام سبيكة التنتالوم الحافنيوم لتصنيع مواد المقاومة وتوصل الأدوات ؛ كربيد كربيد (HFC) يمكن استخدامها في فوهات الصواريخ وطبقات الحماية للأمام ، في حين يمكن استخدام Hafnium Boride (HFB2) كسبائك عالية الحرارة ؛ بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي Hafnium المعدني على مقطع عرضي امتصاص نيوتروني كبير ويمكن استخدامه أيضًا كمواد تحكم وجهاز وقائي للمفاعلات الذرية.

 

صرح محللو الصناعة من Xinsijie أنه نظرًا لمزاياه لمقاومة الأكسدة ، ومقاومة التآكل ، ومقاومة درجة الحرارة العالية ، وسهولة المعالجة ، يحتوي الحافنيوم على مجموعة واسعة من التطبيقات المصب في المعادن ، والسبائك ، والمركبات ، وغيرها من الحقول ، مثل المواد الإلكترونية ، مواد مقاومة للدرجات الحرارة العالية ، ومواد السبائك الصلبة ، ومواد الطاقة الذرية. مع التطور السريع للصناعات مثل المواد الجديدة والمعلومات الإلكترونية والفضاء ، تتوسع حقول تطبيق Hafnium باستمرار ، وتظهر منتجات جديدة باستمرار. آفاق التنمية المستقبلية واعدة.


وقت النشر: SEP-27-2023