Jaurki, Metal HF, 72. zenbaki atomikoa, pisu atomikoa 178.49, zilarrezko gris grisaren metal distiratsua da.
Hafnium-ek sei isotopo natural egonkorrak ditu: 174, 176, 176, 176, 177, 178, 176, 176, 177, 176, 176, 176, 176, 176, 176, 176, 176, 176, 177, 176, 176, 176, 176, 176, 179, 176, 176, 176, 176, 176, 176, 176, 176, 176, 176, azido hidrokloriko diluituarekin, azido sulfuriko diluitu eta irtenbide alkalino sendoak dira, baina disolbagarria da azido hidrofluorikoan eta Aqua Regian disolbagarria da. Elementuaren izena Kopenhageko hiriaren latinez dator.
1925ean, Hervey eta Herve Fisicist Koster suediarrek gatz purua lortu zuten gatz konplexuen kristalizazio zatikiagatik, eta metalezko sodioarekin murriztu zen metalezko hafnium purua lortzeko. Hafnium-ek Lurraren lurrazalaren% 0,00045 dauka eta izpirituarekin lotuta dago.
Produktuaren izena: Hafnium
Elementuaren ikurra: HF
Pisu atomikoa: 178,49
Elementu mota: elementu metalikoa
Ezaugarri fisikoak:
JaurkiZilarrezko gris metalikoa da, metalezko distira batekin; Bi aldaera metalezko hafnium daude: α Hafnium estuki jositako aldaera hexagonala da (1750 ℃) eraldaketa tenperatura handiagoa duena zirkonioa baino. Metal Hafnium-ek altzairuaren aldaera du tenperatura altuetan. Metal Hafnium-ek neutroi xurgapen handiko sekzioa du eta erreaktoreentzako kontrol material gisa erabil daiteke.
Bi kristal egitura mota daude: paketatze trinkoa hexagonala 1300 ℃ (α- ekuazio) azpitik dauden tenperaturetan; 1300 ℃ baino gehiagoko tenperaturetan, gorputza zentratutako kubikoa da (β- ekuazioa). Ezpurutasunak presentzia gogortu eta hauskortasunarekin egiten duen plastikozko metala. Airean egonkorra, gainazalean bakarrik iluntzen da erretzean. Filamentuak partida baten sugarrak piztu ditzake. Zirkonioaren antzeko propietateak. Ez du urekin erreakzionatzen, azido diluituak edo oinarri sendoak, baina erraz disolbagarriak dira Aqua Regia eta azido hidrofluorikoan. Batez ere + 4 balentzia duten konposatuetan. Hafnium Aleak (TA4HFC5) ez da ezaguna urtzen punturik handiena (gutxi gorabehera 4215 ℃).
Kristal egitura: kristal-zelula hexagonala da
CAS zenbakia: 7440-58-6
Urtzeko puntua: 2227 ℃
Irakiten puntua: 4602 ℃
Ezaugarri kimikoak:
Hafnium-en propietate kimikoak zirkonioaren oso antzekoak dira, eta korrosioarekiko erresistentzia ona du eta ez da erraz azaltzen azido ikonosoen soluzio azido orokorrak; Azido hidrofluorikoan erraz disolbagarria da fluoratutako konplexuak osatzeko. Tenperatura altuetan, Hafnium-ek zuzenean konbinatu ditzake oxigeno eta nitrogenoa bezalako gasak, oxidoak eta nitridoak eratzeko.
Hafnium-ek askotan + 4 balentzia ditu konposatuetan. Konposatu nagusia daHafnium oxidoaHfo2. Hifnium oxidoaren hiru aldaera desberdin daude:Hafnium oxidoaHafnium sulfatoaren eta kloruro oxidoaren etengabeko kaltzinazioa lortutako aldaera monoklinikoa da; Hafnium-en hidroxidoa 400 ℃ inguruan berotzean lortutako oxidoa aldaera tetragonala da; 1000 ℃ baino gehiago kaltzinatuta badago, aldaera kubiko bat lor daiteke. Beste konposatu bat daHafnium Tetrachloride, hau da, metalezko hafnium prestatzeko lehengaia eta kloroaren gasak erreakzionatu ahal izango dira, hafnium oxidoaren eta karbono nahasketari buruz. Hafnium Tetrachloride urarekin harremanetan jartzen da eta berehala hidrolizatzen da HFO (4h2o) 2 + ioiak. HFO2 + ioiak Hafnium konposatu askotan existitzen dira eta orratz itxurako hidratatutako hidratatutako hidratatutako hfocl2 · 8h2o kristalak azido hidroklorikoan azido hidroklorikoan.
4-Valent Hafnium fluoruroarekin konplexuak dira, K2HFF6, K3HFF7, 2HFF6, eta (NH4) 3HFF7-k osatua. Konplexu hauek zirkonioa eta hafnium bereizteko erabili dira.
Konposatu arruntak:
Hafnium dioxidoa: izena Hafnium dioxidoa; Hafnium dioxidoa; Formula molekularra: hfo2 [4]; Jabetza: hauts zuria hiru kristal egiturekin: monoklinikoa, tetragonala eta kubikoa. Dentsitateak 10,3, 10,1 eta 10.43G / CM3 dira, hurrenez hurren. 2.780-2920K urtzeko puntua. 5400k irakite-puntua. Hedapen termikoaren koefizientea 5.8 × 10-6 / ℃. Uretan, azido klorhidrikoan eta azido nitrikoan disolbagarria, baina azido sulfuriko kontzentratuan eta azido hidrofluorikoan disolbagarria. Konposazio termikoek edo konposatuen hidrolisiaren bidez ekoiztua, hala nola, hafnium sulfatoa eta hafnium oxychloride. Metalezko hafnium eta hafnium aleazioak ekoizteko lehengaiak. Material erregogramo gisa erabiltzen da, estaldura antiaktiboen eta katalizatzaile gisa. [5] Energia atomikoen maila HFO energia atomikoa zro fabrikatzen duenean lortutako produktua da. Bigarren mailako klorinaziotik abiatuta, arazketa, murrizketa eta hutsezko destilazio prozesuak ia berdinak dira zirkonioarentzat.
Hafnium Tetrachloride: Hafnium (iv) kloruroa, Hafnium Tetrachloride Molekularra formula hfcl4 pisu molekularra 320.30 pertsonaia: kristal bloke zuria. Hezetasunarekiko sentikorra. Disolutasuna eta metanola disolbagarria. Hidrolizatu uretan hafnium oxychloride (hfocl2) ekoizteko. Beroa 250 ℃ eta lurrundu. Begietara narritagarria, arnas aparatua eta larruazala.
Hafnium Hydroxide: Hafnium Hydroxide (H4HFO4), normalean HFO2 · NH2O oxido hidratatu gisa aurkezten da, uretan disolbaezina da, azido ezorganikoetan, amoniakoan disolbagarria eta oso gutxitan disolbagarria da sodio hidroxidoan. Beroa 100 ℃ HAFNIUM Hydroxide HFO (oh) 2 sortzeko. Hafnium hidroxido zuria prezipitatu daiteke Hafnium (IV) gatza amoniako urarekin. Hafnium konposatu batzuk ekoizteko erabil daiteke.
Ikerketaren historia
Discovery History:
1923an, Hervey eta D. Koster holandar suediar suediarrak Hafnium aurkitu zuen Norvegian eta Groenlandian sortutako Zircium, eta Hafnium izendatu zuen, Kopenhageko Hafnia izenarekin sortu zena. 1925ean, Hervey eta Coster-ek Zirkonioa eta Titanioa bereizten zituen gatz konplexuen fluoratoen kristalizazio metodoa erabiliz, hafnium gatz hutsak lortzeko; Eta murriztu hafnium gatza sodio metalikoarekin metalezko hafnium purua lortzeko. Herveyk Hafnium puruko hainbat miligramo lagina prestatu zuen.
Zirkonioa eta Hafnium-en esperimentu kimikoak:
Carl Collins irakasleak Texasko Unibertsitatean egindako esperimentu batean, 1998an, Gammak hona 178m2-k (isomer hafnium-178m2-k isomeroak) energia izugarria askatu dezakeela aldarrikatu zuen, erreakzio kimikoak baino hiru magnitude baino txikiagoak direnak, baina erreakzio nuklearrak baino txikiagoak dira. [8] HF178M2 (HAFNIUM 178M2) bizitza luzeko isotopoen antzeko bizimodua du: HF178M2-k (HAFNIUM 178M2) 31 urteko bizitza erdia du, gutxi gorabehera 1,6 bilioi izandako erradioaktibitate naturala da. Collinsen txostenak HF178M2-ko gramo batek (Hafnium 178m2) gutxi gorabehera 1330 megajoules dauka, hau da, 300 kilo lehergailuren leherketek askatutako energiaren baliokidea da. Collinsen txostenak adierazten du erreakzio honetako energia guztia X izpien edo gamma izpien forma kaleratzen dela, eta horrek energia oso azkar kaleratzen du eta HF178M2 (HAFNIUM 178M2) oso kontzentrazio baxuetan erreakziona dezake. [9] Pentagonoak funtsak esleitu ditu ikerketarako. Esperimentuan, seinaleztapen-erlazioa oso baxua izan da (akats garrantzitsuekin), eta ordutik, Estatu Batuetako Defentsa Advanced Proiektuen Sailak (DARPA) eta Jason Defentsa Aholku-taldea izan arren, ez da erreakzio hori lortu erreakzio horren existentzia frogatzeko, Collins-ek induzitutako metodoa proposatu du Gamma izpien emisioa HF178M2-tik (HAFNIUM 178M2) energia askatzeko [15], baina beste zientzialariek teorikoki frogatu dute erreakzio hori ezin dela lortu. [16] HF178M2 (178m2 Hafnium) oso ustez komunitate akademikoan energia iturri ez izateko
Aplikazioaren eremua:
Hafnium oso erabilgarria da elektroiak igortzeko duen gaitasuna dela eta, esaterako, lanpara inkandeszenteetan filamentu gisa erabiltzen den moduan. X izpien hodien katodo gisa erabiltzen da eta Hafnium eta Wolframen edo molibdeno aleazioak erabiltzen dira tentsio handiko isurketarako hodietarako elektrodo gisa. X izpien katodo eta wolframioen fabrikazio industrian normalean erabiltzen da. Hafnium hutsa material garrantzitsua da energia atomikoko industrian, plastikotasun, tratamendu erraza, tenperatura altuko erresistentzia eta korrosioarekiko erresistentzia dela eta. Hafnium-ek neutroi termiko handia harrapatu du zeharkako atala eta neutroi xurgatzaile aproposa da, erreaktore atomikoetarako kontrol hagaxka eta babes gailu gisa erabil daitekeena. Hafnium hautsa suziriak egiteko propultsatzaile gisa erabil daiteke. X izpien hodien katodoa industria elektrikoan fabrikatu daiteke. Hafnium Aleazioak suziri-toberak eta glide berriro sartzeko hegazkinerako babes-geruza gisa balio dezake, eta HF TA aleazioa tresna altzairuzko eta erresistentziako materialak fabrikatzeko erabil daiteke. Hafnium elementu gehigarri gisa erabiltzen da beroarekiko erresistentzien aleazioetan, hala nola, tungstenoa, molibdenoa eta tantaluma. HFC aloka gogorren gehigarri gisa erabil daiteke gogortasun eta urtze puntu handia dela eta. 4TACHFC urtze-puntua 4215 ℃ da gutxi gorabehera, konposatua, eta ezaguna den urtze puntuarekin. Hafnium inflazio sistema askotan getter gisa erabil daiteke. Hafnium getters-ek alferrikako gaiak kendu ditzake, hala nola, oxigeno eta nitrogenoa sisteman. Hafniuma olio hidraulikoan gehigarri gisa erabiltzen da, arrisku handiko eragiketetan olio hidraulikoaren ahultzea saihesteko eta hegazkortasun anti-propietate sendoak ditu. Hori dela eta, orokorrean olio hidrauliko industrialetan erabiltzen da. Olio hidrauliko medikoa.
Hafnium elementua azken Intel 45 nanoprozesatzaileetan ere erabiltzen da. Silicon dioxidoaren (SIO2) fabrikaren eta transistore-errendimendua etengabe hobetzeko lodiera murrizteko duen gaitasuna dela eta, prozesadorearen fabrikatzaileek silizio dioxidoa erabiltzen dute ate diexidarako material gisa. Intelek 65 nanometroen fabrikazio prozesua sartu zuenean, silizio dioxidoaren atearen lodiera 1,2 nanometroetara murrizteko ahalegina egin zuenean, 5 atomo-geruzaren baliokidea da, energia kontsumoaren zailtasuna eta beroaren xahutzea ere handituko litzateke transistorea atomo baten tamainara murriztu zenean, egungo hondakinen eta alferrikako bero-energia sortzen zenean. Hori dela eta, egungo materialak erabiltzen jarraitzen badira eta lodiera gehiago murrizten bada, atearen dielektrikoaren ihesa nabarmen handituko da, transistorearen teknologia bere mugetara jaitsiz. Gai kritiko honi aurre egiteko, Intelek K Material Handiak (Hafnium oinarritutako materialak) lodierak erabiltzeko asmoa du, silizio dioxidoaren ordez, eta horrek arrakastaz murriztu du ihesak 10 aldiz baino gehiago. 65NM teknologiaren aurreko belaunaldiaren aldean, Intel-en 45nm prozesuak transistore-dentsitatea ia bi aldiz handitzen du, transistoreen kopuru osoa edo prozesadorearen bolumenaren murrizketa ahalbidetuz. Gainera, transistorearen aldaketarako behar den potentzia txikiagoa da,% 30eko energia kontsumoa murriztuz. Barne konexioak Kobre alanbrearekin lotzen dira K Dielektriko baxua, eraginkortasuna hobetzen eta energia kontsumoa murriztuz eta abiadura abiadura% 20 azkarragoa da
Banaketa minerala:
Hafnium-ek maiuskulak baino urduritasun handiagoa du, hala nola, bismutarra, kadmioa eta merkurioa, eta berilio, germanium eta uranioaren edukien baliokidea da. Zirkonioa duten mineral guztiek hafnium dute. Industrian erabiltzen den zirkon% 0,5-2 hafnium da. Bigarren mailako Zirkonioko Bigarren Hisconiumeko Bylllium (Alvite)% 15 hafnium izan daiteke. Zirkono metamorfiko mota bat ere badago,% 5etik gora HFO baino gehiago dauka. Azken bi mineralen erreserbak txikiak dira eta oraindik ez dira industrian hartu. Hafnium batez ere zirkonioaren ekoizpenean berreskuratzen da.
Zirkonio mineral gehienetan dago. [18] [19] lurrazalean oso eduki gutxi dagoelako. Zirkonioarekin elkarbizitzen da askotan eta ez du minerik bereizi.
Prestaketa metodoa:
1. Hafnium Tetrachloride edo Hafnium Iodideren deskonposizio termikoaren magnesioaren murrizketarekin edo deskonposizio termikoa prestatu daiteke. HFCl4 eta K2HFF6 lehengai gisa ere erabil daitezke. NACL KCl HFCL4 edo K2HFF6 urtzen ekoizpen elektrolitikoaren prozesua zirkonioaren ekoizpen elektrolitikoaren antzekoa da.
2. Hafnium bizikideak zirkonioarekin elkarbizitzen dira, eta ez dago Hafnium-en lehengai bereizirik. Hafnium fabrikatzeko lehengaia hafnium oxido gordina da, zirkonioa fabrikatzeko prozesuan bereizita. Erauzi hafnium oxidoa ioi truke erretxina erabiliz, eta, ondoren, erabili Zirkonioaren metodo bera Hafnium oxido honetatik metalezko hafnium prestatzeko.
3. CO berogailuaren Hafnium Tetrachloride (HFCl4) prestatu daiteke sodioarekin murrizketaren bidez.
Zirkonioa eta hafnium bereiztea lehen metodoak gatz konplexuen eta fosfatoen prezipitazio zatikiaren kristalizazioa izan ziren. Metodo hauek ustiatzeko astunak dira eta laborategiko erabilerara mugatzen dira. Zirkonioa eta hafnium bereizteko teknologia berriak, hala nola zatiki destilazioa, disolbatzailearen erauzketa, ioien trukea eta zatiki adsorzioa, bata bestearen atzetik sortu dira, disolbatzaile erauzketa praktikoagoa izanik. Normalean erabiltzen diren bi bereizketa sistemak Tiocyanate Cyclohexanone sistema eta fosfato fosfato nitrikoko sistema dira. Goiko metodoek lortutako produktuak hafnium hidroxidoa dira, eta hafnium oxido hutsa kaltzinez lor daiteke. Purutasun handiko hafnium ioi truke metodoaren bidez lor daiteke.
Industrian, metalezko hafnium ekoizpenak kraga prozesua eta Debor Aker prozesua suposatzen ditu. Kroll prozesuak Hafnium Tetrachloride Metalic Magnesioa erabiliz murriztea dakar:
2mg + hfcl4- → 2mgcl2 + hf
Debor Aker metodoa, Iodization metodoa izenarekin ere ezaguna da, hafnium bezalako belakia arazteko eta metalezko hafnium mallagarria lortzeko erabiltzen da.
5. Hafnium-en erreltza, funtsean, zirkonioaren berdina da:
Lehen urratsa mea deskonposatzea da, eta horrek hiru metodo dakartza: zirkonaren klorraioa (ZR, HF) Cl. Zirkon Melting Alkali. Zircon NaOH-rekin urtzen da 600 inguruan, eta% 90etik gora (ZR, HF) NA (ZR, HF) O eraldatzen da, SiOrekin Nasio bihurtu zen, uretan disolbatzeko uretan kentzeko. Na (zr, hf) o Zirkonioa eta HAFNIOA bereizteko irtenbide original gisa erabil daiteke Hno desegin ondoren. Hala ere, Sio koloideen presentziak disolbatzaile erauzketa banatzea zailtzen du. Ksif-ekin eta busti uretan bara, K (ZR, HF) F irtenbidea lortzeko. Irtenbideak zirkonioa eta hafnium bereizi ditzake kristalizazio zatiki bidez;
Bigarren urratsa Zirkonioa eta Hafnioa bereiztea da, disolbatzaileen erauzketa banatzeko metodoak erabiliz, azido hidrokromatikoa (metil isobutil ketona) sistema eta HNO-TBP (fosfato fosfato) sistema erabiliz. HFCl eta Zrcl-en arteko urrunen arteko aldea erabiliz fase anitzeko zatikiaren teknologia presio handiko (20 atmosferaren gainetik) aspalditik ikasi da, bigarren mailako klorinazio prozesua aurreztu eta kostuak murriztea. Hala ere, CL eta HCl-ren (ZR, HF) eta HCl-ren korrosio arazoa dela eta, ez da erraza zatikatze zutabe material egokiak aurkitzea eta Zrcl eta HFCL kalitatea ere murriztuko ditu, arazketa kostuak handituz. 1970eko hamarkadan, oraindik ere bitarteko landareen probetan zegoen;
Hirugarren urratsa HFOren bigarren mailako klorazioa da, HFCL gordinak murrizteko;
Laugarren urratsa HFCL eta magnesioaren murrizketaren arazketa da. Prozesu hau ZRCLren arazketa eta murrizketa berdina da, eta emaitza erdi bukatua belaki lodia da;
Bosgarren pausoa Bizkotxo-belaki gordinak hutsean jartzea da Mgcl kentzeko eta gehiegizko metalezko magnesioa berreskuratzeko. Eragile murriztuak sodioa erabiltzen badu magnesioaren ordez, bosgarren urratsa ura murgiltzera aldatu behar da
Biltegiratze metodoa:
Gorde biltegi fresko eta aireztatua. Mantendu txinpartak eta bero iturriak. Oxidatzaile, azido, halogeno eta abarretatik bereizita egon behar da eta biltegiratzea saihestu. Leherketa-argiztapen eta aireztapen instalazioak erabiliz. Espetxetik joera duten ekipamendu mekanikoak eta tresnak erabiltzea debekatzea. Biltegiratze eremua material egokiekin hornituta egon behar da ihesak egiteko.
Posta: 2012ko irailaren 25a