উপাদান 72: হাফনিয়াম

হাফনিয়াম, ধাতু Hf, পারমাণবিক সংখ্যা 72, পারমাণবিক ওজন 178.49, একটি চকচকে রূপালী ধূসর রূপান্তর ধাতু।

হাফনিয়ামের ছয়টি প্রাকৃতিকভাবে স্থিতিশীল আইসোটোপ রয়েছে: হাফনিয়াম 174, 176, 177, 178, 179 এবং 180। হাফনিয়াম পাতলা হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড, পাতলা সালফিউরিক অ্যাসিড এবং শক্তিশালী ক্ষারীয় দ্রবণের সাথে বিক্রিয়া করে না, তবে এটি হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড এবং হাইড্রোফ্লোরিক অ্যাসিডে দ্রবণীয়। উপাদানের নাম কোপেনহেগেন শহরের ল্যাটিন নাম থেকে এসেছে।

1925 সালে, সুইডিশ রসায়নবিদ হার্ভে এবং ডাচ পদার্থবিদ কোস্টার ফ্লোরিনেটেড জটিল লবণের ভগ্নাংশ স্ফটিককরণের মাধ্যমে বিশুদ্ধ হাফনিয়াম লবণ পান এবং বিশুদ্ধ ধাতব হাফনিয়াম পেতে ধাতব সোডিয়াম দিয়ে এটি হ্রাস করেন। হাফনিয়ামে পৃথিবীর ভূত্বকের 0.00045% থাকে এবং প্রায়শই প্রকৃতিতে জিরকোনিয়ামের সাথে যুক্ত থাকে।

পণ্যের নাম: হাফনিয়াম

উপাদান প্রতীক: Hf

পারমাণবিক ওজন: 178.49

উপাদান প্রকার: ধাতব উপাদান

শারীরিক বৈশিষ্ট্য:

হাফনিয়ামএকটি ধাতব দীপ্তি সহ একটি রূপালী ধূসর ধাতু; ধাতু হাফনিয়ামের দুটি রূপ রয়েছে: α হাফনিয়াম হল একটি ষড়ভুজ ঘনিষ্ঠভাবে প্যাক করা বৈকল্পিক (1750 ℃) যা জিরকোনিয়ামের তুলনায় উচ্চ রূপান্তর তাপমাত্রা সহ। উচ্চ তাপমাত্রায় ধাতব হাফনিয়ামের অ্যালোট্রোপ রূপ রয়েছে। ধাতু হাফনিয়ামের একটি উচ্চ নিউট্রন শোষণ ক্রস-সেকশন রয়েছে এবং এটি চুল্লিগুলির জন্য একটি নিয়ন্ত্রণ উপাদান হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে।

দুই ধরনের স্ফটিক কাঠামো রয়েছে: 1300 ℃（ α- সমীকরণের নিচে তাপমাত্রায় ষড়ভুজ ঘন প্যাকিং; 1300 ℃ উপরে তাপমাত্রায়, এটি শরীর কেন্দ্রিক ঘন (β- সমীকরণ)। প্লাস্টিসিটি সহ একটি ধাতু যা অমেধ্যের উপস্থিতিতে শক্ত হয়ে যায় এবং ভঙ্গুর হয়ে যায়। বাতাসে স্থিতিশীল, পোড়া হলেই পৃষ্ঠে অন্ধকার হয়ে যায়। ফিলামেন্টগুলি একটি ম্যাচের শিখা দ্বারা প্রজ্বলিত হতে পারে। জিরকোনিয়ামের অনুরূপ বৈশিষ্ট্য। এটি জল, পাতলা অ্যাসিড বা শক্তিশালী ঘাঁটির সাথে বিক্রিয়া করে না, তবে অ্যাকোয়া রেজিয়া এবং হাইড্রোফ্লুরিক অ্যাসিডে সহজেই দ্রবণীয়। প্রধানত a+4 ভ্যালেন্স সহ যৌগগুলিতে। হাফনিয়াম খাদ (Ta4HfC5) সর্বোচ্চ গলনাঙ্ক (প্রায় 4215 ℃) বলে পরিচিত।

স্ফটিক গঠন: স্ফটিক কোষ ষড়ভুজাকার

সিএএস নম্বর: 7440-58-6

গলনাঙ্ক: 2227 ℃

স্ফুটনাঙ্ক: 4602 ℃

রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য:

হাফনিয়ামের রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলি জিরকোনিয়ামের মতোই, এবং এটির ভাল জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে এবং সাধারণ অ্যাসিড ক্ষারীয় জলীয় দ্রবণ দ্বারা সহজে ক্ষয় হয় না; ফ্লোরিনযুক্ত কমপ্লেক্স গঠন করতে হাইড্রোফ্লুরিক অ্যাসিডে সহজেই দ্রবণীয়। উচ্চ তাপমাত্রায়, হাফনিয়াম সরাসরি অক্সিজেন এবং নাইট্রোজেনের মতো গ্যাসের সাথে মিলিত হয়ে অক্সাইড এবং নাইট্রাইড তৈরি করতে পারে।

হাফনিয়ামে প্রায়শই যৌগগুলিতে +4 ভ্যালেন্স থাকে। প্রধান যৌগ হলহাফনিয়াম অক্সাইডHfO2। হাফনিয়াম অক্সাইডের তিনটি ভিন্ন রূপ রয়েছে:হাফনিয়াম অক্সাইডহাফনিয়াম সালফেট এবং ক্লোরাইড অক্সাইডের ক্রমাগত ক্যালসিনেশন দ্বারা প্রাপ্ত একটি মনোক্লিনিক বৈকল্পিক; হাফনিয়ামের হাইড্রক্সাইডকে প্রায় 400 ℃ তাপমাত্রায় গরম করে প্রাপ্ত হাফনিয়াম অক্সাইড একটি টেট্রাগোনাল বৈকল্পিক; 1000 ℃ উপরে ক্যালসাইন করা হলে, একটি ঘন বৈকল্পিক প্রাপ্ত করা যেতে পারে। আরেকটি যৌগ হলহাফনিয়াম টেট্রাক্লোরাইড, যা ধাতব হাফনিয়াম তৈরির কাঁচামাল এবং হাফনিয়াম অক্সাইড এবং কার্বনের মিশ্রণে ক্লোরিন গ্যাস বিক্রিয়া করে প্রস্তুত করা যেতে পারে। হাফনিয়াম টেট্রাক্লোরাইড জলের সংস্পর্শে আসে এবং অবিলম্বে অত্যন্ত স্থিতিশীল HfO (4H2O) 2+ আয়নে হাইড্রোলাইজ করে। HfO2+আয়নগুলি হাফনিয়ামের অনেক যৌগের মধ্যে বিদ্যমান, এবং হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড অ্যাসিডিফাইড হাফনিয়াম টেট্রাক্লোরাইড দ্রবণে সুই আকৃতির হাইড্রেটেড হাফনিয়াম অক্সিক্লোরাইড HfOCl2 · 8H2O স্ফটিককে স্ফটিক করতে পারে।

K2HfF6, K3HfF7, (NH4) 2HfF6, এবং (NH4) 3HfF7 সমন্বিত 4-ভ্যালেন্ট হাফনিয়ামও ফ্লোরাইড সহ কমপ্লেক্স গঠনের প্রবণতা। এই কমপ্লেক্সগুলি জিরকোনিয়াম এবং হাফনিয়াম আলাদা করার জন্য ব্যবহার করা হয়েছে।

সাধারণ যৌগ:

হাফনিয়াম ডাই অক্সাইড: নাম হাফনিয়াম ডাই অক্সাইড; হাফনিয়াম ডাই অক্সাইড; আণবিক সূত্র: HfO2 [4]; সম্পত্তি: তিনটি স্ফটিক কাঠামো সহ সাদা পাউডার: মনোক্লিনিক, টেট্রাগোনাল এবং কিউবিক। ঘনত্ব যথাক্রমে 10.3, 10.1 এবং 10.43g/cm3। গলনাঙ্ক 2780-2920K। স্ফুটনাঙ্ক 5400K। তাপ সম্প্রসারণ সহগ 5.8 × 10-6/℃। জল, হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড এবং নাইট্রিক অ্যাসিডে অদ্রবণীয়, কিন্তু ঘনীভূত সালফিউরিক অ্যাসিড এবং হাইড্রোফ্লোরিক অ্যাসিডে দ্রবণীয়। হাফনিয়াম সালফেট এবং হাফনিয়াম অক্সিক্লোরাইডের মতো যৌগের তাপ পচন বা হাইড্রোলাইসিস দ্বারা উত্পাদিত হয়। ধাতু হাফনিয়াম এবং হাফনিয়াম সংকর ধাতু উত্পাদনের জন্য কাঁচামাল। অবাধ্য উপকরণ, তেজস্ক্রিয় বিরোধী আবরণ এবং অনুঘটক হিসাবে ব্যবহৃত হয়। [৫] পারমাণবিক শক্তি স্তর HfO হল একটি পণ্য যা একই সাথে প্রাপ্ত হয় যখন পারমাণবিক শক্তি স্তর ZrO তৈরি করে। সেকেন্ডারি ক্লোরিনেশন থেকে শুরু করে, পরিশোধন, হ্রাস এবং ভ্যাকুয়াম পাতনের প্রক্রিয়াগুলি প্রায় জিরকোনিয়ামের মতোই।

হাফনিয়াম টেট্রাক্লোরাইড: হাফনিয়াম (IV) ক্লোরাইড, হাফনিয়াম টেট্রাক্লোরাইড আণবিক সূত্র HfCl4 আণবিক ওজন 320.30 অক্ষর: সাদা স্ফটিক ব্লক। আর্দ্রতার প্রতি সংবেদনশীল। অ্যাসিটোন এবং মিথানলে দ্রবণীয়। হাফনিয়াম অক্সিক্লোরাইড (HfOCl2) তৈরি করতে পানিতে হাইড্রোলাইজ করুন। তাপ 250 ℃ এবং বাষ্পীভূত. চোখ, শ্বাসযন্ত্র এবং ত্বকে জ্বালাপোড়া।

হাফনিয়াম হাইড্রোক্সাইড: হাফনিয়াম হাইড্রোক্সাইড (H4HfO4), সাধারণত হাইড্রেটেড অক্সাইড HfO2 · nH2O হিসাবে উপস্থিত, জলে অদ্রবণীয়, অজৈব অ্যাসিডে সহজে দ্রবণীয়, অ্যামোনিয়াতে দ্রবণীয় এবং খুব কমই সোডিয়াম হাইড্রক্সাইডে দ্রবণীয়। হাফনিয়াম হাইড্রোক্সাইড HfO (OH) উৎপন্ন করার জন্য 100 ℃ পর্যন্ত তাপ 2. অ্যামোনিয়া জলের সাথে হাফনিয়াম (IV) লবণ বিক্রিয়া করে সাদা হাফনিয়াম হাইড্রক্সাইড অবক্ষেপ পাওয়া যায়। এটি অন্যান্য হাফনিয়াম যৌগ উত্পাদন করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।

গবেষণা ইতিহাস

আবিষ্কারের ইতিহাস:

1923 সালে, সুইডিশ রসায়নবিদ হার্ভে এবং ডাচ পদার্থবিদ ডি. কোস্টার নরওয়ে এবং গ্রিনল্যান্ডে উত্পাদিত জিরকনে হাফনিয়াম আবিষ্কার করেন এবং এর নাম দেন হাফনিয়াম, যা কোপেনহেগেনের ল্যাটিন নাম হাফনিয়া থেকে উদ্ভূত হয়েছিল। 1925 সালে, হার্ভে এবং কোস্টার বিশুদ্ধ হাফনিয়াম লবণ প্রাপ্ত করার জন্য ফ্লোরিনেটেড জটিল লবণের ভগ্নাংশ স্ফটিককরণের পদ্ধতি ব্যবহার করে জিরকোনিয়াম এবং টাইটানিয়াম পৃথক করেছিলেন; এবং খাঁটি ধাতব হাফনিয়াম পেতে ধাতব সোডিয়ামের সাথে হাফনিয়াম লবণ কমিয়ে দিন। হার্ভে বেশ কয়েক মিলিগ্রাম বিশুদ্ধ হাফনিয়ামের একটি নমুনা প্রস্তুত করেন।

জিরকোনিয়াম এবং হাফনিয়ামের রাসায়নিক পরীক্ষা:

1998 সালে টেক্সাস বিশ্ববিদ্যালয়ের অধ্যাপক কার্ল কলিন্স দ্বারা পরিচালিত একটি পরীক্ষায়, এটি দাবি করা হয়েছিল যে গামা বিকিরণিত হাফনিয়াম 178m2 (আইসোমার হাফনিয়াম-178m2 [7]) বিপুল শক্তি নির্গত করতে পারে, যা রাসায়নিক বিক্রিয়ার চেয়ে পাঁচটি মাত্রার মাত্রা বেশি কিন্তু পারমাণবিক বিক্রিয়ার চেয়ে কম মাত্রার তিনটি অর্ডার। [৮] Hf178m2 (হাফনিয়াম 178m2) অনুরূপ দীর্ঘজীবী আইসোটোপের মধ্যে সবচেয়ে দীর্ঘ জীবনকাল রয়েছে: Hf178m2 (হাফনিয়াম 178m2) এর অর্ধ-জীবন 31 বছর, যার ফলে প্রায় 1.6 ট্রিলিয়ন বেকারেলসিস প্রাকৃতিক তেজস্ক্রিয়তা হয়। কলিন্সের রিপোর্টে বলা হয়েছে যে এক গ্রাম বিশুদ্ধ Hf178m2 (হাফনিয়াম 178m2) এ প্রায় 1330 মেগাজুল রয়েছে, যা 300 কিলোগ্রাম TNT বিস্ফোরক বিস্ফোরণের মাধ্যমে নির্গত শক্তির সমতুল্য। কলিন্সের রিপোর্ট ইঙ্গিত করে যে এই বিক্রিয়ার সমস্ত শক্তি এক্স-রে বা গামা রশ্মির আকারে মুক্তি পায়, যা অত্যন্ত দ্রুত হারে শক্তি প্রকাশ করে এবং Hf178m2 (হাফনিয়াম 178m2) এখনও অত্যন্ত কম ঘনত্বে প্রতিক্রিয়া করতে পারে। [৯] পেন্টাগন গবেষণার জন্য অর্থ বরাদ্দ করেছে। পরীক্ষায়, সংকেত-টু-শব্দের অনুপাত ছিল খুবই কম (উল্লেখযোগ্য ত্রুটি সহ), এবং তারপর থেকে, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের ডিপার্টমেন্ট অফ ডিফেন্স অ্যাডভান্সড প্রজেক্টস রিসার্চ এজেন্সি (DARPA) এবং JASON প্রতিরক্ষা পরামর্শদাতা সহ একাধিক সংস্থার বিজ্ঞানীদের একাধিক পরীক্ষা সত্ত্বেও গ্রুপ [১৩], কোনো বিজ্ঞানী কলিন্সের দাবিকৃত অবস্থার অধীনে এই প্রতিক্রিয়া অর্জন করতে সক্ষম হননি, এবং কলিন্স এই প্রতিক্রিয়াটির অস্তিত্ব প্রমাণ করার জন্য শক্তিশালী প্রমাণ সরবরাহ করেননি, কলিন্স Hf178m2 (হাফনিয়াম 178m2) [15] থেকে শক্তি মুক্ত করার জন্য প্ররোচিত গামা রশ্মি নির্গমন ব্যবহার করার একটি পদ্ধতি প্রস্তাব করেছিলেন, কিন্তু অন্যান্য বিজ্ঞানীরা তাত্ত্বিকভাবে প্রমাণ করেছেন যে এই প্রতিক্রিয়া অর্জন করা যায় না। [১৬] Hf178m2 (হাফনিয়াম 178m2) ব্যাপকভাবে একাডেমিক সম্প্রদায়ে বিশ্বাস করা হয় যে এটি শক্তির উৎস নয়

হাফনিয়াম অক্সাইড

আবেদন ক্ষেত্র:

ইলেকট্রন নির্গত করার ক্ষমতার কারণে হাফনিয়াম খুবই উপযোগী, যেমন ভাস্বর আলোতে ফিলামেন্ট হিসেবে ব্যবহার করা হয়। এক্স-রে টিউবগুলির জন্য ক্যাথোড হিসাবে ব্যবহৃত হয় এবং হাই-ভোল্টেজ ডিসচার্জ টিউবের জন্য ইলেক্ট্রোড হিসাবে হাফনিয়াম এবং টংস্টেন বা মলিবডেনামের সংকর ব্যবহার করা হয়। সাধারণত এক্স-রে জন্য ক্যাথোড এবং টাংস্টেন তারের উত্পাদন শিল্পে ব্যবহৃত হয়। বিশুদ্ধ হাফনিয়াম তার প্লাস্টিকতা, সহজ প্রক্রিয়াকরণ, উচ্চ তাপমাত্রা প্রতিরোধের, এবং জারা প্রতিরোধের কারণে পারমাণবিক শক্তি শিল্পে একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান। হাফনিয়ামের একটি বড় তাপীয় নিউট্রন ক্যাপচার ক্রস-সেকশন রয়েছে এবং এটি একটি আদর্শ নিউট্রন শোষক, যা পারমাণবিক চুল্লিগুলির জন্য একটি নিয়ন্ত্রণ রড এবং প্রতিরক্ষামূলক ডিভাইস হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। হাফনিয়াম পাউডার রকেটের প্রপেলান্ট হিসেবে ব্যবহার করা যেতে পারে। এক্স-রে টিউবের ক্যাথোড বৈদ্যুতিক শিল্পে তৈরি করা যেতে পারে। হাফনিয়াম অ্যালয় রকেটের অগ্রভাগ এবং গ্লাইড রি-এন্ট্রি বিমানের জন্য ফরোয়ার্ড প্রতিরক্ষামূলক স্তর হিসাবে কাজ করতে পারে, যখন এইচএফ টা অ্যালয় টুল স্টিল এবং প্রতিরোধের উপকরণ তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। হাফনিয়াম তাপ-প্রতিরোধী সংকর ধাতু যেমন টাংস্টেন, মলিবডেনাম এবং ট্যানটালামে একটি সংযোজন উপাদান হিসাবে ব্যবহৃত হয়। HfC এর উচ্চ কঠোরতা এবং গলনাঙ্কের কারণে শক্ত খাদগুলির জন্য একটি সংযোজন হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। 4TaCHfC এর গলনাঙ্ক আনুমানিক 4215 ℃, এটি সর্বোচ্চ পরিচিত গলনাঙ্কের সাথে যৌগ তৈরি করে। অনেক মুদ্রাস্ফীতি সিস্টেমে হাফনিয়াম একটি গেটার হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। হাফনিয়াম গেটাররা সিস্টেমে উপস্থিত অক্সিজেন এবং নাইট্রোজেনের মতো অপ্রয়োজনীয় গ্যাস অপসারণ করতে পারে। উচ্চ-ঝুঁকিপূর্ণ ক্রিয়াকলাপের সময় হাইড্রোলিক তেলের উদ্বায়ীকরণ রোধ করতে হাফনিয়াম প্রায়শই হাইড্রোলিক তেলে একটি সংযোজন হিসাবে ব্যবহৃত হয় এবং এর শক্তিশালী বিরোধী উদ্বায়ী বৈশিষ্ট্য রয়েছে। অতএব, এটি সাধারণত শিল্প জলবাহী তেল ব্যবহার করা হয়। মেডিকেল জলবাহী তেল।

হাফনিয়াম উপাদানটি সর্বশেষ ইন্টেল 45 ন্যানোপ্রসেসরগুলিতেও ব্যবহৃত হয়। সিলিকন ডাই অক্সাইড (SiO2) এর উত্পাদনযোগ্যতা এবং ক্রমাগত ট্রানজিস্টরের কার্যকারিতা উন্নত করার জন্য বেধ হ্রাস করার ক্ষমতার কারণে, প্রসেসর নির্মাতারা গেট ডাইলেট্রিক্সের উপাদান হিসাবে সিলিকন ডাই অক্সাইড ব্যবহার করে। ইন্টেল যখন 65 ন্যানোমিটার উত্পাদন প্রক্রিয়া চালু করেছিল, যদিও এটি সিলিকন ডাই অক্সাইড গেট ডাইইলেকট্রিকের পুরুত্ব 1.2 ন্যানোমিটারে কমিয়ে আনার জন্য সর্বাত্মক প্রচেষ্টা করেছিল, পরমাণুর 5 স্তরের সমতুল্য, বিদ্যুৎ খরচ এবং তাপ অপচয়ের অসুবিধাও বৃদ্ধি পাবে যখন ট্রানজিস্টর একটি পরমাণুর আকার হ্রাস করা হয়েছিল, যার ফলে বর্তমান বর্জ্য এবং অপ্রয়োজনীয় তাপ শক্তি। অতএব, যদি বর্তমান উপকরণগুলি ব্যবহার করা অব্যাহত রাখা হয় এবং বেধ আরও হ্রাস করা হয়, তাহলে গেট ডাইলেকট্রিকের ফুটো উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পাবে, ট্রানজিস্টর প্রযুক্তিকে তার সীমাতে নামিয়ে আনবে। এই জটিল সমস্যাটির সমাধান করার জন্য, ইন্টেল সিলিকন ডাই অক্সাইডের পরিবর্তে গেট ডাইলেক্ট্রিক হিসাবে মোটা উচ্চ K উপকরণ (হাফনিয়াম ভিত্তিক উপকরণ) ব্যবহার করার পরিকল্পনা করছে, যা সফলভাবে 10 গুণের বেশি ফুটো কমিয়েছে। 65nm প্রযুক্তির পূর্ববর্তী প্রজন্মের তুলনায়, ইন্টেলের 45nm প্রক্রিয়া ট্রানজিস্টরের ঘনত্ব প্রায় দ্বিগুণ বৃদ্ধি করে, যা মোট ট্রানজিস্টরের সংখ্যা বৃদ্ধি বা প্রসেসরের ভলিউম হ্রাস করার অনুমতি দেয়। উপরন্তু, ট্রানজিস্টর স্যুইচিংয়ের জন্য প্রয়োজনীয় শক্তি কম, প্রায় 30% দ্বারা বিদ্যুৎ খরচ হ্রাস করে। অভ্যন্তরীণ সংযোগগুলি কম কে ডাইইলেকট্রিক যুক্ত তামার তার দিয়ে তৈরি, মসৃণভাবে দক্ষতা উন্নত করে এবং বিদ্যুত খরচ কমায়, এবং স্যুইচিং গতি প্রায় 20% দ্রুত।

খনিজ বিতরণ:

বিসমাথ, ক্যাডমিয়াম এবং পারদের মতো সাধারণভাবে ব্যবহৃত ধাতুগুলির তুলনায় হাফনিয়ামের ক্রাস্টাল প্রাচুর্য বেশি এবং এটি বেরিলিয়াম, জার্মেনিয়াম এবং ইউরেনিয়ামের সমতুল্য। জিরকোনিয়াম ধারণকারী সকল খনিজ পদার্থে হাফনিয়াম থাকে। শিল্পে ব্যবহৃত জিরকনে 0.5-2% হাফনিয়াম থাকে। সেকেন্ডারি জিরকোনিয়াম আকরিকের বেরিলিয়াম জিরকন (আলভাইট) 15% পর্যন্ত হাফনিয়াম ধারণ করতে পারে। এছাড়াও এক ধরণের রূপান্তরিত জিরকন, সাইরটোলাইট রয়েছে, যাতে 5% এর বেশি HfO থাকে। পরের দুটি খনিজগুলির মজুদ ছোট এবং শিল্পে এখনও গৃহীত হয়নি। হাফনিয়াম প্রধানত জিরকোনিয়াম উৎপাদনের সময় উদ্ধার করা হয়।

হাফনিয়াম:

এটি বেশিরভাগ জিরকোনিয়াম আকরিকগুলিতে বিদ্যমান। [18] [19] কারণ ভূত্বকের মধ্যে খুব কম বিষয়বস্তু রয়েছে। এটি প্রায়শই জিরকোনিয়ামের সাথে সহাবস্থান করে এবং এর কোন আলাদা আকরিক নেই।

প্রস্তুতি পদ্ধতি:

1. এটি হাফনিয়াম টেট্রাক্লোরাইডের ম্যাগনেসিয়াম হ্রাস বা হাফনিয়াম আয়োডাইডের তাপীয় পচন দ্বারা প্রস্তুত করা যেতে পারে। HfCl4 এবং K2HfF6 কাঁচামাল হিসাবেও ব্যবহার করা যেতে পারে। NaCl KCl HfCl4 বা K2HfF6 গলে ইলেক্ট্রোলাইটিক উৎপাদনের প্রক্রিয়া জিরকোনিয়ামের ইলেক্ট্রোলাইটিক উৎপাদনের মতোই।

2. জিরকোনিয়ামের সাথে হাফনিয়াম সহাবস্থান করে এবং হাফনিয়ামের জন্য আলাদা কোন কাঁচামাল নেই। হাফনিয়াম তৈরির কাঁচামাল হল জিরকোনিয়াম তৈরির প্রক্রিয়ার সময় আলাদা করা অপরিশোধিত হাফনিয়াম অক্সাইড। আয়ন বিনিময় রজন ব্যবহার করে হাফনিয়াম অক্সাইড বের করুন এবং তারপর এই হাফনিয়াম অক্সাইড থেকে ধাতব হাফনিয়াম প্রস্তুত করতে জিরকোনিয়ামের মতো একই পদ্ধতি ব্যবহার করুন।

3. এটি হ্রাসের মাধ্যমে সোডিয়ামের সাথে হাফনিয়াম টেট্রাক্লোরাইড (HfCl4) সহ গরম করে প্রস্তুত করা যেতে পারে।

জিরকোনিয়াম এবং হাফনিয়ামকে আলাদা করার প্রথম পদ্ধতি ছিল ফ্লোরিনেটেড জটিল লবণের ভগ্নাংশ স্ফটিককরণ এবং ফসফেটের ভগ্নাংশীয় বৃষ্টিপাত। এই পদ্ধতিগুলি পরিচালনা করা কষ্টকর এবং পরীক্ষাগার ব্যবহারের জন্য সীমাবদ্ধ। জিরকোনিয়াম এবং হাফনিয়ামকে আলাদা করার জন্য নতুন প্রযুক্তি, যেমন ভগ্নাংশ পাতন, দ্রাবক নিষ্কাশন, আয়ন বিনিময়, এবং ভগ্নাংশ শোষণ, একের পর এক আবির্ভূত হয়েছে, দ্রাবক নিষ্কাশন আরও বাস্তবসম্মত। দুটি সাধারণভাবে ব্যবহৃত পৃথকীকরণ ব্যবস্থা হল থায়োসায়ানেট সাইক্লোহেক্সানোন সিস্টেম এবং ট্রিবিটাইল ফসফেট নাইট্রিক অ্যাসিড সিস্টেম। উপরের পদ্ধতিগুলি দ্বারা প্রাপ্ত পণ্যগুলি সবই হাফনিয়াম হাইড্রক্সাইড, এবং বিশুদ্ধ হাফনিয়াম অক্সাইড ক্যালসিনেশন দ্বারা প্রাপ্ত করা যেতে পারে। উচ্চ বিশুদ্ধতা হাফনিয়াম আয়ন বিনিময় পদ্ধতি দ্বারা প্রাপ্ত করা যেতে পারে.

শিল্পে, ধাতু হাফনিয়াম উৎপাদনে প্রায়ই ক্রোল প্রক্রিয়া এবং ডেবর আকার প্রক্রিয়া উভয়ই জড়িত থাকে। ক্রোল প্রক্রিয়ায় ধাতব ম্যাগনেসিয়াম ব্যবহার করে হাফনিয়াম টেট্রাক্লোরাইড হ্রাস করা জড়িত:

2Mg+HfCl4- → 2MgCl2+Hf

দেবর আকর পদ্ধতি, যা আয়োডিজেশন পদ্ধতি নামেও পরিচিত, হাফনিয়ামের মতো স্পঞ্জকে বিশুদ্ধ করতে এবং নমনীয় ধাতু হাফনিয়াম পেতে ব্যবহৃত হয়।

5. হাফনিয়ামের গন্ধ মূলত জিরকোনিয়ামের মতোই:

প্রথম ধাপ হল আকরিকের পচন, যা তিনটি পদ্ধতি জড়িত: জিরকনের ক্লোরিনেশন (Zr, Hf) Cl পেতে। জিরকনের ক্ষার গলে যাওয়া। জিরকন NaOH এর সাথে প্রায় 600 এ গলে যায় এবং (Zr, Hf) O এর 90% এর বেশি Na (Zr, Hf) O তে রূপান্তরিত হয়, যার সাথে SiO NaSiO তে রূপান্তরিত হয়, যা অপসারণের জন্য পানিতে দ্রবীভূত হয়। এইচএনওতে দ্রবীভূত হওয়ার পরে জিরকোনিয়াম এবং হাফনিয়াম আলাদা করার জন্য Na (Zr, Hf) O মূল সমাধান হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। যাইহোক, SiO কলয়েডের উপস্থিতি দ্রাবক নিষ্কাশন বিচ্ছেদকে কঠিন করে তোলে। KSiF দিয়ে সিন্টার করুন এবং K (Zr, Hf) F দ্রবণ পেতে জলে ভিজিয়ে রাখুন। দ্রবণটি ভগ্নাংশের স্ফটিককরণের মাধ্যমে জিরকোনিয়াম এবং হাফনিয়ামকে পৃথক করতে পারে;

দ্বিতীয় ধাপ হল জিরকোনিয়াম এবং হাফনিয়ামের পৃথকীকরণ, যা হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড MIBK (মিথাইল আইসোবিউটাইল কিটোন) সিস্টেম এবং HNO-TBP (ট্রিবিউটাইল ফসফেট) সিস্টেম ব্যবহার করে দ্রাবক নিষ্কাশন বিচ্ছেদ পদ্ধতি ব্যবহার করে অর্জন করা যেতে পারে। HfCl এবং ZrCl উচ্চ চাপে গলে যাওয়া বাষ্পের চাপের পার্থক্য ব্যবহার করে বহু-পর্যায়ের ভগ্নাংশের প্রযুক্তি দীর্ঘদিন ধরে অধ্যয়ন করা হয়েছে, যা সেকেন্ডারি ক্লোরিনেশন প্রক্রিয়াকে বাঁচাতে এবং খরচ কমাতে পারে। যাইহোক, (Zr, Hf) Cl এবং HCl-এর ক্ষয়জনিত সমস্যার কারণে, উপযুক্ত ভগ্নাংশ কলামের উপকরণগুলি খুঁজে পাওয়া সহজ নয়, এবং এটি ZrCl এবং HfCl-এর গুণমানও কমিয়ে দেবে, পরিশোধন খরচ বাড়াবে। 1970 এর দশকে, এটি এখনও মধ্যবর্তী উদ্ভিদ পরীক্ষার পর্যায়ে ছিল;

তৃতীয় ধাপ হল কমানোর জন্য অপরিশোধিত HfCl পাওয়ার জন্য HfO-এর সেকেন্ডারি ক্লোরিনেশন;

চতুর্থ ধাপ হল এইচএফসিএল এবং ম্যাগনেসিয়াম হ্রাসের পরিশোধন। এই প্রক্রিয়াটি ZrCl এর পরিশোধন এবং হ্রাসের মতোই, এবং ফলস্বরূপ আধা-সমাপ্ত পণ্য হল মোটা স্পঞ্জ হাফনিয়াম;

পঞ্চম ধাপ হল MgCl অপসারণ করতে এবং অতিরিক্ত ধাতব ম্যাগনেসিয়াম পুনরুদ্ধার করার জন্য অপরিশোধিত স্পঞ্জ হাফনিয়ামকে ভ্যাকুয়াম করা, যার ফলে স্পঞ্জ মেটাল হাফনিয়ামের একটি সমাপ্ত পণ্য। যদি হ্রাসকারী এজেন্ট ম্যাগনেসিয়ামের পরিবর্তে সোডিয়াম ব্যবহার করে, তবে পঞ্চম ধাপটি জলে নিমজ্জিত করতে হবে।

স্টোরেজ পদ্ধতি:

একটি শীতল এবং বায়ুচলাচল গুদামে সংরক্ষণ করুন। স্ফুলিঙ্গ এবং তাপ উত্স থেকে দূরে রাখুন। এটি অক্সিডেন্ট, অ্যাসিড, হ্যালোজেন ইত্যাদি থেকে আলাদাভাবে সংরক্ষণ করা উচিত এবং মেশানো স্টোরেজ এড়ানো উচিত। বিস্ফোরণ-প্রমাণ আলো এবং বায়ুচলাচল সুবিধা ব্যবহার করা। স্ফুলিঙ্গ প্রবণ যান্ত্রিক সরঞ্জাম এবং সরঞ্জাম ব্যবহার নিষিদ্ধ করুন। স্টোরেজ এলাকায় ফুটো থাকা উপযুক্ত উপকরণ দিয়ে সজ্জিত করা উচিত।