Hafnium, u numeru di metallu, u numeru atomicu 72, pesu atomicu 178.49, hè una metallu di transizione grigia brillante.
L'hafnium hà sei isotopi in modu naturali: hafnium 174, 176, 177, 177, 170. Cù l'acidu hydricu diluu, ma hè solitariu suluzioni inculocu, l'acidu alkaline è aqua regia è aqua regia. U nome di l'elementu vene da u nome latinu di a Cità Copenhagen.
In u 1925, U Svedese Chimica Hera è Koster Olandese u sale di u soccessu di Pura Cristallizazioni di Sal Cristalli di fluortali è riduti cù u sodiu metallicu per ottene u metallu metallicu. L'hafnium cuntene 0.00045% di a crosta di a Terra è hè spessu assuciatu cù u zirconium in natura.
Nome di pruduttu: Hafnium
Simbulu Elementu: HF
Pesu Atomicu: 178,49
Tipu d'elementu: Elementu Metallicu
Proprietà fisiche:
Hafniumhè un metallu grisgiu d'argentu cù un lustru metallicu; Ci sò duie varianti di metallo d'u metallo: α Hafnium: variante assagonale currettamente pocu ricattu (1750 ℃) cù una temperatura più alta di trasfurmazione cà u zirConiu. U duratu di metallu hà i varianti di allotrope in alta temperature. U Faller Hafnium hà una alta assorzione di Neutron Absorzione è pò esse usata cum'è materiale di cuntrollu per i reattori.
Ci hè duie tippi di strutture di cristallo: imballendu in temperature sott'à 1300 ℃ (α (Equazione); À a temperatura sopra à u 1300 ℃, hè u corpu centru cúbicu (βE-equazione). Un metallu cù plasticità chì duramente è diventa bruttu in a presenza di l'impurità. Stabile in l'aria, solu scura nantu à a superficia quandu brusgiata. I filamenti ponu esse ignitati da a fiamma di una partita. Pruprietà simili à zirconium. Ùn ripresa micca cù acqua, asidi dilute, o basi forti, ma hè facilmente solubile in aqua regia è àcidu hydrofluoricu. Principalmente in cumposti cù una valenza + 4. HAFNIUM ALYY (TA4HFC5) hè cunnisciutu per avè u puntu di fusione più altu (circa 4215 ℃).
Struttura di Crystal: A cellula di cristallo hè hexagonal
Numeru Cas: 7440-58-6
PUNTU DI MUTURA: 2227 ℃
PUNTI DI PUNTI: 4602 ℃
Proprietà chimichi:
I proprietà chimichi di l'Hafnium sò assai simili à quelli di kirconum, è hà una bona resistenza di a ornosione è ùn hè facilmente corrò à solu soluzioni acide acide acide; Facilmente solubile in acidu hydrofluoricu per furmà cumplessi fluorinati. À l'alte temperature, Hafnium pò ancu cumminà direttamente cù i gasi cum'è l'ossigenu è u nitrogenu per furmà oxide è nitridi.
U hafnium spessu hà una valenza + 4 in cumposti. U compostu principale hèossidiu di l'ossidu di l'ossiduHFO2. Ci hè trè varianti sfarenti di l'osidu di l'hafnium:ossidiu di l'ossidu di l'ossiduottenutu per calcinazione continuu di l'oscu di sulfuriu è i cloridi hè una variante monoclinica; L'osidu di l'HAFNIUM ottenuta di riscaldà l'idrovia di l'hafnium à circa 400 ℃ hè una variante tetagonale; Se calzate sopra 1000 ℃, una variante cubica pò esse uttenuta. Un altru cumpostu hèhafnium tetrachloride, chì hè u materiale crudu per preparazione di metallicu di metallu è pò vene pronta à reagisce u gasu di l'impiegazione di l'OXI è di carbone di Hafnium. HAFNIUM Tetrachloride entra in cuntattu cù l'acqua è l'idrolyzes immediatamente in HFO stranu (4H2O) 2 + Ioni. Hfo2 + Ions esistendi in matistiche, è pudete cristalliz, alluri hyfrium hyfnium ossical hofocloride hofocllorica suluzione d'hidrochlorica hidrochlurico hifrium tetroum abite.
4-Valent Hafnium hè ancu propensu à furmà cumplessi cù fluoreside, custituitu da k2HFF6, K3HFF7, (NH4) 2HFF6, è (nh4) 3HFF7. Questi cumplessi sò stati usati per a separazione di zirconii è hafnium.
Composti cumuni:
Diossidu hafnium: nome diossidu di Hafnium; Diossidu di l'Haknium; Formula molecular: hfo2 [4]; Proterietà: polvere bianchi cù trè strutture cristallu: monoclinicu, tetrone, è cubico. E densità sò 10.3, 10.1, è 10.43g / cm3, rispettivamente. Melting PUNT 2780-2920. PUNTU BOILING 5400K. COEFFICIMENTI TERMALI 5,8 × 10-6 / ℃. Insoluble in acqua, Idrochloricu d'Acidu, A Assid, ma Soluble in Acdu sulfuricu cuncetturazione è àcidi hidrofluique. Pruduttu da una decomposizione termale o idrolisia di i cumposti cum'è l'ossicatore di u sulfatu Materiali primi per a produzzione di metalli di metallu è allevu di l'hafnium è di l'hafnium. Usatu cum'è materiali refrattivi, catalli anti radioattivi, è in catalia. [5] Livellu Energy Atomic Energy HFO hè un pruduttu ottenutu simultaneamente quandu a fabricazione di u livellu di energia atomica zro. Partendu da u risaticultinazione secundaria, i prucessiri di purificazione, cumpicu di a puricaria, è distillazione è varianu solu sò guasgi identiche.
Hafnium tetrachloride: Hafnium (iv) clorude, hifnium tetula moleculari hfcl4 moleculari moleculari 320.30 carattere: Bloccu cristallinu biancu. Sensible à l'umidità. Solubile in acetone è metanol. Idrolyze in acqua per pruduce oxiclorside hafnium (hfocl2). Calore à 250 ℃ è evaporate. Irritante à l'ochji, u sistema respiratoriu, è a pelle.
Hafinium Hydroxide: hyfoum hydroxide (h4hfo4) U calore à 100 ℃ per generà hidroxide HFO (Oh) 2. Bianco Hafnium Idroxide pò esse uttinutu da reagisce (iv) sal cù acqua ammonia. Pò esse usatu per pruduce altre cumposti di Hafnium.
Storia di ricerca
Storia di scuperta:
In 1923, Svedese Chimo Monde di Chimica è Physicisto Agriculto D. Kostron Produtta in Norvegia producta in Norvegia, è u chjamatu hafricu, chì hè significatutu u nome latinu hafria di copagagini. In 1985, Hervey è Titaniu separatu di u Costero U metudu di cristallizazione frazort di sals cumplessi fluorinati per ottene sali pura di Hafnium; È Reduce l'sal di l'Hafiniu cù u sodiu metallicu per ottene u metallu pura. A Hervey hà preparatu un mostra di parechji milligrammi di pura hafnium.
Esperimenti chimichi nantu à Zirconiu è Hafnium:
In un sperimentu hà fattu aperta da u prufessor carl Cangins à l'Università di Texas in 1998, stata dichjaratu safnium-178m2 (7) ponu. [8] HF178M2 (howniu 178m2) Hà a vita più longa isotopes semprixa: hf178m2) hà una meza varia di 31 anni, in a radiu di a radiu naturale. U rapportu di collins dice chì una grannosa di pura hf178m2 (Hafnium 178m2) cuntene circa 1330 Megojoules, chì hè equivalente à l'energia liberata da l'esplorità di 300 kilograms. U rapportu di Collins indica chì tutte l'energia in questa reazione hè liberata in a forma di raghji X o di gamma, è HF178M2 (Hafnium 178M2) pò sempre reagisce. [9] U Pentagonu hà assignatu fondi per a ricerca. In l'esperimentu, u rapportu di segni in-noise era bassu (cù l'errore significattivi di u gruppu di Stati Uniti d'inseritive da parechje evidenza Reazzione, Collins hà prupostu un metudu di aduprà emuzione di gamma induvate energia da l'energia di HF178m2 (15], ma l'altri scientiali anu da esse uttenuta teoristic chì questa reazzione ùn hà micca ottenutu. [16] HF178M2 (Hafnium 178M2) hè largamente cridutu in a cumunità accademica ùn hè micca una fonte di energia
Ossidiu di l'ossidu di l'ossidu
Campu di Applicazione:
L'uttellu hè assai utile à causa di a so capacità per emettà l'elettroni, cum'è l'usu cum'è un filamentu in lampi incandescenti. Usatu cum'è u cathode per tubi x-ray, è alloys di HAFNIUM è Tungsten o Molybdenum sò usati cum'è elezzioni per tubi di scaricamentu di alta tensione. In solitu adupratu in u cathode è a fabricazione di u filu di u filu tungsten per i raghji X. Pure hafnium is an important material in the atomic energy industry due to its plasticity, easy processing, high temperature resistance, and corrosion resistance. L'hafnium hà una grande catturatura trasversale di u nutru è hè un absor di neutron ideale, chì pò esse usata cum'è una canna di cuntrollu è un dispositivu prutettori per i reattori atomici. U PODER HAFNIUM pò esse usatu cum'è propulsore per i razzi. U cathode di tubi X-ray ponu esse fabbricati in l'industria elettrica. Hafnium Aloy pò serve cum'è a capa protettiva avanti per l'aeronauto di rachettu è glide aeronavi di riavvia, mentre chì HF Tay pò esse usata per fabricà materiale d'acciaio è di resistenza Hafnium hè usatu cum'è un elementu additivu in elefzioni resistenti à u calore, cum'è Tungsten, Molybdenum, è Tantflum. HFC pò esse usatu cum'è un additivu per l'alloghji duri per via di a so alta durezza è u puntu di fusione. U puntu di u fuso di 4Tachfc hè di circa 4215 ℃, facendu u cumpostu cù u puntu di meling più altu. L'HAFNIUM pò esse usatu cum'è un getter in parechji sistemi di inflazione. L'esercitazione di HAFNIUM ponu caccià i gasi inutili cum'è l'ossigenu è u nitrogenu prisente in u sistema. L'hafnium hè spessu usatu cum'è un additivu in oliu idraulicu per impedisce a vulatilizazione di l'oliu idraulicu durante l'operazioni di risicu altu, è hà forti antichi pruprietà. Dunque, hè generalmente utilizatu in l'oliu d'idraulicu industriale. Oliu idraulicu medico.
L'elementu di Hafnium hè ancu usatu in l'ultime Intel 45 nanoprocessori. A causa di a fabrica diesca giocattori (Sio2) è a so capacità di riduce u spessu à migliurà a performance trasfurmata, u fabricazione di processu usendu u materiale di silicione cum'è u materiale per a liberazione di silicione. Quandu l'intel hà introduttu u prucessu di fabricazione 65 nanometru, ancu s'ellu avia fattu u gresiu di a casaelettata è a difficultà di l'atomenta di l'atominazione di e atomizatura à a dimensione di un atomu è inutile Dunque, se i materiali attuali sò cuntinuati à esse aduprati è a spessa hè ancu ridotta, a discoteca di a gate dieptriche deceptori significativamente, riportendu a tecnulugia di transistore à i so limiti. Per indirizzà stu prublema critica, l'intel hè di pensà à i materiali basi di u più altu (di i direzzione di Hafnium) cum'è DieClecrida di Salice invece di Silicon Dioxidu da più di 10 volte. Comparatu à a generazione precedente di 65nm tecnulugia, u prucessu di 45nm aumenta a densità di u transistore duie volte, chì permettenu di un incrementu in u numeru tutale di u processatore. Inoltre, u putere necessariu per u cambiamentu di u trascorsu hè più bassu, riduce u cunsumu di energia da quasi 30%. E cunnessione interna sò fatte di u filu di cobre cù bassa k direttriche, migliurà l'efficienza è riduce u cunsumu di energia, è a velocità di u cambiamentu hè di circa 20% più veloce
Distribuzione minerale:
Hafnium hà una abbundanza crustale più altu ch'è u Metalli Comunamente usati cum'è Bismut, Cadmum, è Mercuriu, è l'edivalente à birtleum, tedescu, è uraniu. Tutti i minerali chì cuntenenu zirconii cuntene. Zircon usata in l'industria cuntene 0,5-2% Hafnium. U zircon di Berrylium (alvite) in ere di zironi secondaria pò cuntene finu à 15% hafnium. Ci hè ancu un tipu d'ziron metamorfica, cyrtolite, chì cuntene più di 5% HFO. E riserva di l'ultimi dui minerali sò chjucu è ùn sò micca ancu stati aduttati in l'industria. L'hafnium hè principalmente recuperatu durante a produzzione di zirconii.
Esiste in a maiò parte di zirconi. [18] [19] Perchè ci hè assai pocu cuntenutu in a crosta. Spessu coexisti cù zirconii è ùn hà micca minerale separatu.
Metudu di preparazione:
1. Pò esse preparatu da riduzzione magnesiu di tetrachloride di Hafnium o una decomposizione termale di l'uodu di Hafnium. HFCL4 è K2HFF6 pò ancu esse usatu cum'è materie prime. U prucessu di una pruduzzione elettroliticu in NACL KCL HFCL4 O K2HFF6 FORES è simile à quella di pruduzzione elettrolitica di u zirconiu.
2. Coexisti di Hafnium cù zirconii, è ùn ci hè micca materiale crudu separatu per l'Haknium. U materiale crudu per a fabricazione di l'ossidu di crudula hè Crude Oxide sefnio durante u prucessu di fabricà di isirceling. Extratta l'obiiu di l'hafnio chì utilizeghja resina di u colazione di ioni cum'è zirconiu per preparà u metallicu da questa ossidu di l'ossiu di l'ossiu.
3. Pò esse preparatu da C Cale d'l'odi di Hafnium Tetrachloride (HFCL4) cù sodiu à traversu a riduzzione.
I più metudi per separà i zirconii è l'hafnium eranu cristallization frazalati di sali cumplessi fluorinati è precipitazione frazicava di fosfates. Queste metudi sò ingombranti per operare è sò limitati à l'usu di u laboratoriu. Novu tecnulugia per a separa zironiu è l'avaru di frazioni, cum'è l'estrazione di frazioni, imsarrittura di ioni, evacchevu, l'estrazione di frenu in chì hè più pratica. I dui sistemi separati cumunimenti utilizati sò u sistema di ciclohexanone è u fosfaticu di u fosfaticu Nitricu. I prudutti ottenuti da i metudi di sopra sò tutti idroidu di l'hafnium, è l'ossidu puro Hafnio pò esse uttenuta da calcination. Alta Purità Hafnium pò esse uttenuta da u metudu di scambiu ION.
In l'industria, a produzzione di metallu spessu implicate spessu u prucessu di Kroll è u prucessu di u debatore. U prucessu di Kris implicazione riduzione di a riduzione di Hafinum Tetgroride usando pretallic magnesum:
2MG + HFCL4- → 2MGCL2 + HF
U metudu di u depimentu, cunnisciutu ancu cum'è u metudu di iodificazione, hè adupratu per a prigione di spugna cum'è l'hafnium è ottene u metallo maleable.
5. U Smelting of Hafnium hè basicamente u listessu cum'è quellu di Zirconiu:
U primu passu hè a descompone di u mumentu, chì implica trè trè metodi: clorations di ziron à ottene (zr, hf) cl. Alkali fusione di zircon. Zircon si fonde cù Naoh à circa 600, è più di u 90% di (zR, trasfurmazioni in na (zr, hf) O, cù sio hè trasfurmata in u nasio, chì hè dissolta in acqua Na (zr, hf) o pò esse usatu cum'è a soluzione originale per separà zirconii è hafnium dopu à esse dissoltu in HNO. Tuttavia, a presenza di SIO Colloids face difficultà di l'estrazione di l'estrazione di solvente. Sinter cù Ksif è Soak in acqua per ottene K (ZR, HF) F. A suluzione pò separà u zirconii è l'hafnium à traversu cristallizazione frazativa;
U Secondu passu hè a separazione di u zircone è hafniu, chì pò esse rializatu aduprendu i metudi di l'extrazione di l'estrazione di l'IDDROCHLorica cù u ketone di l'Idrochlorica (sistema HIDY TBUT). A tecnulugia di fractionazione multi-tappa aduprendu a pressione di vapor trà HFCL è ZRCL si hè statu studiatu in 20 atmosse) hè stata largata Tuttavia, a causa di u prublema di l'corrosione di (zr, hf) cl è hcl, ùn hè micca faciule truvà materi di colonna à fruzzioni adattati, è serà ancu a qualità di zrcl, crescita di purificazione di a pupulazione. In l'età di u 1970, era sempri in a tistinta in a prestazione di a pianta intermedibile;
U terzu passu hè u clorariu secundariu di HFO per ottene crudu HFCL per riduzione;
U quartu passu hè a purificazione di a riduzione di HFCL è Magnesiu. Stu prucessu hè u stessu di a purificazione è riduzione di a zrcl, è u pruduttu semi-finitu u risultatu di u pruduttu semi-finitu di spugna è
U quickth passu hè in vacu distillà spugna di scumparme per caccià Mgcl è recupera un magnesiu eccessivu di u metallo, risultatu in un pruduttu finitu di u metallu di spugna. Se u riduzione l'agente usa sodium invece di magnesiu, u quintu passu deve esse cambiatu in immersione d'acqua
Metudu di almacenamento:
Magazzinu in un magazzinu frescu è ventilatu. Mantene luntanu da i segretti è i fonti di calore. Ci deve esse almacenatu separatamente da ossidizioni, acidi, halogens, ecc, ecc, mischjà u almacenamentu. Aduprendu instalazioni di illuminazione è di ventilazione di splusioni. Pruibisce l'usu di l'equipaggiu è i strumenti meccanichi chì sò propensi à spark. L'area di almacenamiento deve esse equipata cù materiale adattatu per cuntene fughe.
Tempu post: SEP-25-2023