Hafnium, Metal HF, Atomysk nûmer 72, Atomic Gewicht 178.49, is in glâns sulveren griis oergongsmetaal.
Hafnium hat seis natuerlike stabile Isotopes: Hafnium 174, 176, 176, 176, 17, 17, 179. Hafnium net sied, en sterke Alkaline-oplossingen, mar is oplosber yn hydrofluoryske soere en Aqua regia De Element Name komt fan 'e Latynske namme fan Kopenhagen City.
Yn 1925, Sweedsk chemist HERVY EN DUTSE NEDIET KOSERDE PURE HAFNIUM SALT FAN FRACTION CRYSTALLISJE FAN FLOORINATED COMPLEKS SALTS, EN MET METALLY NADIUM OM PURE METAL HAFNIUM. Hafnium befettet 0.00045% fan 'e ierdkorst en wurdt faak assosjeare mei zirkonium yn' e natuer.
Produkt Namme: Hafnium
Element Symbol: HF
Atomysk gewicht: 178.49
Element Type: Metallic elemint
Fysike eigenskippen:
Hafniumis in sulveren griis metaal mei in metallysk glâns; D'r binne twa farianten fan metaal Hafnium: α hafnium is in hexagonale nau ynpakt fariant (1750 ℃) mei in hegere transformaasje temperatuer dan sirkonium. Metal Hafnium hat allotrope farianten by hege temperatueren. Metal Hafnium hat in hege neutron-absorpearjende krús-seksje en kin brûkt wurde as kontrôlemateriaal foar reaktors.
D'r binne twa soarten kristalstrukturen: hexagonal tichte ferpakking by temperatueren ûnder 1300 ℃ (α-fergeliking); By temperatueren boppe 1300 ℃, it is lichemsintrum Cubic (β- fergeliking). In metaal mei plastisiteit dy't hardens en brutsen wurdt yn 'e oanwêzigens fan ûnreinheden. Stabyl yn 'e loft, Dûk tsjustere op it oerflak as jo ferbaarnd binne. De filaminten kinne oanstekke wurde troch de flamme fan in wedstriid. Eigenskippen gelyk oan sirkonium. It reageart net mei wetter, verdund soeren, as sterke bases, mar is maklik oplosber yn Aqua regia en hydrofluoryske soere. Fral yn ferbiningen mei in + 4 valens. Hafnium Alloy (Ta4HFC5) is bekend dat it heechste smeltpunt hawwe (sawat 4215 ℃).
Crystal Structuer: De Crystal Cell is hexagonaal
Cas Number: 7440-58-6
Melting Point: 2227 ℃
Fabele point: 4602 ℃
Gemyske eigenskippen:
De gemyske eigenskippen fan Hafnium binne heul gelyk oan dy fan sirkonium, en it hat goede korroenresistinsje en wurdt net maklik korrrodearre troch algemiene soere Alkali AqueSe-oplossingen; Maklik oplosber yn hydrofluoryske soer om fluorineare kompleksen te foarmjen. By hege temperatueren kin Hafnium ek direkt kombinearje mei gassen lykas soerstof en stikstof om oksiden te foarmjen en net út te fieren.
Hafnium hat faaks in + 4 valens yn ferbiningen. De wichtichste ferbining isHafnium OxideHfo2. D'r binne trije ferskillende farianten fan Hafnium Oxide:Hafnium Oxidekrigen troch trochgeande kalkinaasje fan Hafnium Sulfaat en chloride-okside is in monoklinyske fariant; De Hafnium-okside krigen troch de hydroxide fan Hefroxide om sawat 400 ℃ te ferwaarmjen, is in tetrokaal fariant; As kalkearre boppe 1000 ℃, kin in kubike fariant krigen wurde. In oare ferbining isHafnium Tetrachloride, dat is it rau materiaal foar it tarieden fan metaal hafnium en kin wurde taret troch chloor gas op te reagearjen op in mingsel fan hafnium okside en koalstof. Hafnium Tetrachloride komt yn kontakt mei wetter en fuortendaliks hydrolyes yn heul stabile HFO (4H2O) 2 + Ionen. HFO2 + IONS besteane yn in protte ferbiningen fan Hafnium, en kinne naald hurdreare heftige heftige heftige hefnium hefrolie hfocl2 · 8h2o kristallen yn hydrochloric soere soere soere soere soere soere soeren tetrachloride-oplossing.
4-Valent Hafnium is ek benijd om komplekse te foarmjen mei fluoride, besteande út K2HFF6, K3HFF7, (NH4) 2HFF6, en (NH4) 3HFF7. Dizze kompleksen binne brûkt foar de skieding fan sirkonium en hafnium.
COMME CONSCOUNDS:
Hafnium Dioxide: Namme Hafnium Dioxide; Hafnium diioxide; Molekulêre formule: hfo2 [4]; Eigendom: Wyt poeder mei trije kristalstrukturen: monoklinysk, tetrokaal, en kubyk. De tichtheidsbieten binne 10.3, 10.1, en 10.43g / cm3, respektivelik. Melting Point 2780-2920k. Siedend punt 5400k. Thermyske útwreidingskoeffizient 5,8 × 10-6 / ℃. Insoluble yn wetter, sâltsoeren, en kabelen, mar oplosber, mar oplosber yn konsintrearre sulfêr soere en hydrofluoryske soere. Produsearre troch thermyske decomposysje as hydrolyse fan ferbiningen lykas hafnium sulfaat en hafnium oxychloride. Rau materialen foar de produksje fan metaal Hafnium en Hafnium-alloys. Wurdt brûkt as refractêre materialen, anty radioaktive jassen, en katalyssten. [5] Atomic Energy Level HFO is in produkt tagelyk krigen by it produsearjen fan atoom enerzjynivo's Zro. Begjin fan sekundêre chlorinaasje, de prosessen fan suvering, fermindering, en fakuümdistilaasje binne hast identyk oan dy fan sirkonium.
Hafnium Tetrachloride: Hafnium (iv) chloride, hafnium tetraachloride molekulêre formule hfcl4 molekulêr gewicht 320.30 karakter: wyt kristallineblok. Gefoelich foar focht. Oplosber yn aceton en methanol. Hydrolsyze yn wetter om Hafnium Oxychloride te produsearjen (HfoCL2). Waarmte oant 250 ℃ en ferdampje. Irritearend foar eagen, respiratory systeem, en hûd.
Hafnium Hydroxide: Hafnium Hydroxide (H4hfo4), meastentiids oanwêzich as in hydrateare okside, is in ûnrêstich yn in grouwe yn Ammonia, en selden oplosber yn Satriumbedroxide. HEAT oant 100 ℃ om Hafnium Hydroxide Hfo (Oh) 2 te generearjen. White Hafnium Hydroxide-delslach kin wurde krigen troch HAFNIUM (IV) Sâlt te reagearjen mei Sâlt mei Ammoni-wetter. It kin brûkt wurde om oare hafniumferbannen te produsearjen.
Undersykskiednis
Discovery History:
Yn 1923, Sweedske chemist HERVY EN DUSH NYSICIST D. DUS KOST DISSED HAFNIUM IN ZOCK IN NORWYN EN GRYCON EN GROEP, WÊR BINNE HAFNIUM, dy't ûntstie út 'e Latynske namme Hafnia fan Kopenhagen. Yn 1925 skieden Hervey and Covered Zriedly en Titanium mei de metoade fan fraksje kristallisaasje fan fluorineare komplekse sâlt om pure hafniumsâlt te krijen; En ferminderje hafnium sâlt mei metalen natrium om suver metal hafnium te krijen. Hervers taret in stekproef fan ferskate milligrams fan pure hafnium.
Gemyske eksperiminten op sirkonium en hafnium:
Yn in eksperimint fierd troch professor Carl Collins oan 'e Universiteit fan Texas yn 1998, waard DAT SHAFNIUM (de Isomer-HAFNIUM (de Isomer-Hafnium fan grutte reaksjes, mar trije opdrachten leger dan nukleêre reaksjes. [8] hf178m2 (Hafnium 178m2) hat de langste libbensspan ûnder ferlykbere isotopes: hf178m2) hat in heale libben fan 31 jier, resulteart yn in natuerlike radioaktiviteit fan sawat 1,6 trillion becquerels. Rapport fan Collins's stelt dat ien gram pure HF178m2 (Hafnium 178m2) befettet, dy't lykweardich is, wat is lykweardich oan 'e eksplosyf fan 300 kilogram TN-eksplosiven. Rapport fan Collins jout oan dat alle enerzjy yn 'e foarm is frijlitten yn' e foarm fan roppen of gams, dy't enerzjy frijlitting, en HF178M2) kin noch reagearje op ekstreem lege konsintraasjes. [9] De Pentagon hat fûnsen tawiisd foar ûndersyk. Yn it eksperimint wie de Signal-to-noise-ferhâlding heul leech (mei wichtige flaters, nettsjinsteande de misdiedige projektearmonds (Darpa), gjin wittenskiplik, en Collins hat net levere om it bestean fan dizze reaksje te bewizen Foarstelde in metoade foar it brûken fan induced gamma-útstjoering om enerzjy frij te meitsjen fan HF178M2 (Hafnium 178m2) [15], mar oare wittenskippers hawwe teoretysk bewiisd dat dizze reaksje kin wurde berikt. [16] hf178m2 (Hafnium 178m2) wurdt breed leaud yn 'e akademyske mienskip om net in boarne fan enerzjy te wêzen
Fjild oanfraach:
Hafnium is heul nuttich fanwege syn fermogen om elektroanen út te stjoeren, lykas sa as in filament yn gloeilampen. Wurdt brûkt as de kathode foar X-Ray Tubes, en alloys fan Hafnium en tungsten of Molybdenum wurde brûkt as elektroden foar hege spanningdiskaartsje. Faak brûkt yn 'e kathode en tungsten draadproduksje fan' e sektor foar x-rays. Pure Hafnium is in wichtich materiaal yn 'e atoomzjynsyndustry fanwege har plastisiteit, maklik ferwurkjen, ferset fan' e hege temperatuer, en korroen ferset. Hafnium hat in grutte thermyske neutron Cong Cross-seksje en is in ideale neutronabsorber, dy't kin brûkt wurde as in kontrôle-roede en beskermingsapparaat foar atoomkostikus. Hafniumpoeder kin brûkt wurde as propellant foar raketten. De kathode fan X-Ray Tubes kinne wurde produsearre yn 'e elektryske yndustry. Hafnium Alloy kin tsjinje as de foarút beskermjende laach foar Rocket-nozzle en glide opnij yngongspleantúch, wylst HF ta-alloy kin brûkt wurde om ark en fersetsmateriaal te produsearjen. Hafnium wurdt brûkt as addrovitêr elemint yn hjittens-resistint alloys, lykas tungsten, Molybdenum, en Tantalum. HFC kin brûkt wurde as in tafoeging as in tafoeging foar hurde alloys fanwege syn hege hurdens en smeltpunt. It smeltpunt fan 4tachfc is sawat 4215 ℃, wêrtroch it de ferbining makket mei it heechste bekende smeltpunt. Hafnium kin brûkt wurde as in getter yn in protte ynflaasje-systemen. Hafnium-getters kinne unnedige gassen ferwiderje lykas soerstof en stikstof oanwêzich yn it systeem. Hafnium wurdt faak brûkt as addraulyske oalje om de frijwilligers fan hydraulyske oalje te foarkommen tidens de operaasjes mei hege risiko's, en hat sterke anty volatiliteit. Dêrom wurdt it oer it algemien brûkt yn yndustriële hydraulyske oalje. Medyske hydraulyske oalje.
Hafniumelemint wurdt ek brûkt yn 'e lêste Intel 45 Nanoprocessors. Fanwegen de fabrikiteit fan Silicon Dioxide (SIO2) en it fermogen om dikte te ferminderjen om transistorprestaasjes kontinu te ferbetterjen, brûk gjin Prociso-di -ioxide as it materiaal foar poarte dieleilings. Doe't Intel de 65 Nanometer-fabrikaazjeprodusearre yntrodusearre, hoewol hy elke poging makke hie om te ferminderjen fan 'e Silicon Dioxide-poarte fan' e macht, dan de grutte fan in atoom, wat resultearre yn hjoeddeistige ôffal en ûnnedige waarmte-enerzjy. Dêrom wurde as hjoeddeistige materialen wurde brûkt wurde en de dikte wurdt fierder fermindere, sil de lekkage fan 'e poarte diellik signifikant ferheegje, bringt transistortechnology nei syn grinzen oan. Om dit kritike kwestje te adressearjen is Intel is fan plan om dikker hege K-materialen te brûken (Hafnium-basearre dielen) as poarte diele, yn plak fan SUPION DiOxIDE, dat mei mear dan 10 kear mei súkses hat fermindere. Yn ferliking mei de foarige generaasje fan 65nm-technology fergruttet Intel's 45nm-proses troch transistor-tichtens troch hast twa kear, wêrtroch in ferheging fan transistors as in fermindering binne as in reduksjevolume. Derneist is de krêft nedich foar transistorwikseling is leger, fermindere krêft konsumpsje troch hast 30%. De ynterne ferbiningen binne makke fan koperde draadpaad mei lege K Dielektrysk, soepel ferbetterje effisjinsje en ferminderjen fan krêftferbining, en de wikselingssnelheid is sawat 20% rapper
Minerale distribúsje:
Hafnium hat in hegere krustige oerfloed as faak brûkt Metalen lykas BISMUT, Kadmium, en kwik, en is lykweardich yn ynhâld nei Beryllium, Germanium, en Uranium. Alle mineralen dy't sirkonium befetsje befetsje hafnium. Zirkon brûkt yn yndustry befettet 0,5-2% HAFNIUM. De berylliam Zirkon (Alvite) yn fuortset sirkonium-erts kin maksimaal 15% hafnium befetsje. D'r is ek in soarte fan metamorfyske sirkon, cyrtolyt, dy't mear dan 5% hefo befettet. De reserves fan 'e lêste twa mineralen binne lyts en binne noch net oannommen yn' e yndustry. Hafnium wurdt fral hersteld yn 'e produksje fan sirkonium.
It bestiet yn it measte zirkonium-erten. [18] [19] Om't der heul bytsje ynhâld is yn 'e korst. It krûpt faaks mei zirkonium en hat gjin aparte ore.
Tariedingmetoade:
1. It kin wurde taret troch Magnesiumreduksje fan Hafnium Tetrachloride of Thermyske ûntbining fan Hafnium Iodide. HFCL4 en K2HFF6 kinne ek brûkt wurde as grûnstoffen. It proses fan elektrolytyske produksje yn NACL KCL HFCL4 of K2Hff6 MELT is gelyk oan dy fan elektrolytyske produksje fan sirkonium.
2. Hafnium Coexisten mei Zirkonium, en d'r is gjin apart grûnstof foar HAFNIUM. It rau materiaal foar fabrikaazje Hafnium is rau HAFNIUM OKE skieden tidens it proses fan fabrikaazje fan 'e fabrikaazje. Extract Hafnium Oxide mei ION-útwikselingsferheging, en brûk dan deselde metoade as sirkonium om metaal Hafnium te tarieden fanôf dit hafnium okside.
3. It kin wurde taret troch CO-ferwaarming Hafnium Tetrachloride (HFCL4) mei natrium fia reduksje.
De ierste metoaden foar it skieden fan sirkonium en Hafnium wiene fraksjonele kristallisaasje fan fluorineare komplekse sâlt en fraksje-delslach fan fosfaten. Dizze metoaden binne omslachtich te operearjen en binne beheind ta laboratoarium gebrûk. Nije technologyen foar it skieden fan zirkonium en hafnium, lykas fraksaasje-destillaasje, solvaasje, ion útwikseling, en fraksje-adsorption, binne ien nei de oare ûntstien, mei oplosfoarsfolle. De twa faak brûkte skieding systemen binne it Thiocyanate Cyclohexanone-systeem en it sibutyl fosfaat nitriszinsysteem. De produkten krigen troch de boppesteande metoaden binne allegear Hafnium Hydroxide, en Pure Hafnium-okside kinne wurde krigen troch kalkinaasje. HAFNIUM HOFN SAFNIUM kin wurde krigen troch ION Exchange-metoade.
Yn 'e yndustry omfettet de produksje fan metaal hafnium faaks sawol it kroll-proses en it debor-akerproses. It Kroll-proses omfettet de fermindering fan Hafnium Tetrachloride mei Metallic Magnesium:
2mg + hfcl4- → 2mggcl2 + hf
De metoade Debor Aker-metoade, ek wol de Iodisaasje-metoade wol bekend, wurdt brûkt om spons te reinigjen lykas Hafnium en krûd krije.
5. It smelten fan Hafnium is yn prinsipe itselde as dat fan sirkonium:
De earste stap is de ûntbining fan 'e ore, dy't trije metoaden omfettet: Chlorinaasje fan Zirkon om te krijen (Zr, HF) Cl. Alkali smelten fan zirkon. Zircon smelt mei Naoh om 600, en mear dan 90% fan (Zr, HF) O transformeart yn Na (ZR, HF) O, mei SIO omsette yn Nasio, dy't oplost is yn wetter oplost. Na (zr, hf) o kin brûkt wurde as de orizjinele oplossing foar it skieden fan sirkonium en hafnium nei't se oplost binne yn HNO. De oanwêzigens fan SIO-kolloïden makket lykwols útlutsingen dy't ekstraksje-skieding lestich. Sinter mei ksif en wekje yn wetter om k (zr, hf) f-oplossing te krijen. De oplossing kin zirkonium skiede en haafnium troch fraksje kristallisaasje;
De twadde stap is de skieding fan sirkonium en Hafnium, dy't kin wurde berikt mei saken-extraksje-skieding fan soldrok-acest mei mibk (methyl-tbp (systemylfosfaat) systeem. De technology fan mearstage fan it ferskil yn dampdruk tusken HFCL en Zrcl smelt ûnder hege druk (boppe 20 Atmosferes) is lang studearre, dy't it sekundêre chlorinaasjeproses kin rêden en kosten ferminderje. Fanwegen it korroazprobleem fan (ZR, HF) Cl en HCL is lykwols net maklik om geskikte fraksaasje-kolom-materialen te finen, en it sil ek ferminderje de kwaliteit fan Zrcl en HFCL, tanimme fan suveren. Yn 'e 1970 -er jierren wie it noch yn' e tuskentiids plant testenstimming;
De tredde stap is de sekundêre chlorinaasje fan HFO om rau hfcl te krijen foar reduksje;
De fjirde stap is de suvering fan HFCL en Magnesium-reduksje. Dit proses is itselde as de suvering en fermindering fan Zrcl, en it resultearjende semi-ôfmakke produkt is grof spons spons spons;
De fyfde stap is om te fakuümfertylde rude Spons Hafnium om MGCL te ferwiderjen en te herstellen fan oermjittige metaal Magnesium, wat resulteart yn in ôfmakke produkt fan spons fan spons hafnium. As it ferminderjen fan it ferminderjen natrium brûkt yn plak fan Magnesium, soe de fyfde stap moatte wurde feroare nei wetter ûnderdompeling
Opslachmetoade:
Opslaan yn in koel en fentilearre pakhús. Hâld fuort fan vonken en Heat Boarnen. It moat apart wurde opslein út oksidanten, soeren, halogen, ensfh., En foarkomme dat it mingjen fan it mingjen fan storage. Mei help fan eksploazje-bewiis ferljochting en fentilaasjefoarsjenningen. Ferbiede it gebrûk fan meganyske apparatuer en ark dy't benijd binne foar vonken. It opslachgebiet moat wurde foarsjoen fan geskikte materialen om lekkens te befetsjen.
Posttiid: SEP-25-2023