Haifniam, Miotal HF, Uimhir Adamhach 72, Miotal Adamhach 178.49, is miotal trasdula liath lonrach airgid é.
Tá seisear iseatóipí atá cobhsaí go nádúrtha ag Hafnium: Hafnium 174, 176, 177, 178, 179, agus 180. Tagann an t -ainm eilimint ó ainm Laidineach Chathair Chóbanhávan.
I 1925, fuair poitigéir na Sualainne, Hervey agus fisiceoir na hÍsiltíre, salann hafnium íon trí chriostalú codánach salainn chasta fluairínithe, agus laghdaigh sé é le sóidiam miotalach chun hafnium miotail íon a fháil. Tá 0.00045% de screamh an Domhain i Hafnium agus is minic a bhaineann sé le zirconium sa nádúr.
Ainm an Táirge: Hafnium
Siombail Eilimint: HF
Meáchan Adamhach: 178.49
Cineál eilimint: Eilimint mhiotalach
Airíonna fisiceacha:
HaifniamIs miotal liath airgid é le luster miotalach; Tá dhá leagan de hafnium miotail: α hafnium ina leagan heicseagánach atá pacáilte go dlúth (1750 ℃) le teocht claochlaithe níos airde ná zirconium. Tá malairtí allotrope ag teochtaí arda ag hafnium miotail. Tá trasghearradh ard ionsúcháin neodrón ag miotail hafnium agus is féidir é a úsáid mar ábhar rialaithe d'imoibreoirí.
Tá dhá chineál struchtúr criostail ann: pacáil dhlúth heicseagánach ag teochtaí faoi bhun 1300 ℃ （α-chothromóid); Ag teochtaí os cionn 1300 ℃, tá sé ciúbach （β-chothromóid atá dírithe ar an gcomhlacht). Miotal le plasticity a chruann agus a éiríonn sobhriste i láthair neamhíonachtaí. Cobhsaí san aer, ní dhearnadh ach é a dhorchaigh ar an dromchla nuair a dhóitear é. Is féidir na filiméid a adhaint ag lasair chluiche. Airíonna cosúil le zirconium. Ní imoibríonn sé le huisce, le haigéid chaol, nó le boinn láidre, ach tá sé go héasca intuaslagtha i regia aqua agus in aigéad hidreafluarach. Go príomha i gcomhdhúile le valence+4. Is eol go bhfuil an leáphointe is airde ag cóimhiotal hafnium (TA4HFC5) (thart ar 4215 ℃).
Struchtúr Crystal: Tá an chill chriostal heicseagánach
Uimhir CAS: 7440-58-6
Leáphointe: 2227 ℃
Fiuchphointe: 4602 ℃
Airíonna Ceimiceacha:
Tá airíonna ceimiceacha hafnium an -chosúil le hairíonna zirconium, agus tá friotaíocht creimthe maith aige agus níl sé go héasca creimeadh ag réitigh uiscí alcaile aigéid ghinearálta; Go héasca intuaslagtha in aigéad hidreafluarach chun coimpléisc fluairínithe a fhoirmiú. Ag teochtaí arda, is féidir le hafnium comhcheangal go díreach le gáis amhail ocsaigin agus nítrigin chun ocsaídí agus nítrídí a dhéanamh.
Is minic a bhíonn valence+4 i gcomhdhúile ag Hafnium. Is é an príomh -chomhdhúilocsaíd hafniumHFO2. Tá trí leagan éagsúla de ocsaíd hafnium:ocsaíd hafniumIs é atá i gceist le cailcniú leanúnach sulfáit hafnium agus ocsaíd chlóiríde ná malairt monachlinic; Is malairtí tetragánach é an ocsaíd hafnium a fhaightear trí hiodrocsaíd hafnium ag thart ar 400 ℃ a théamh; Má tá sé cailcithe os cionn 1000 ℃, is féidir leagan ciúbach a fháil. Tá comhdhúil eile annteitreaclóiríd hafnium, arb é an t -amhábhar é chun hafnium miotail a ullmhú agus is féidir é a ullmhú trí ghás clóirín a fhreagairt ar mheascán de ocsaíd hafnium agus carbóin. Tagann teitreaclóiríd hafnium i dteagmháil le huisce agus hidrealú láithreach in ian HFO (4H2O) an -chobhsaí. Tá ian HFO2+ann i go leor comhdhúile hafnium, agus is féidir leo criostalú snáthaid atá múnlaithe le hafnium hiodráitithe oxychloride HFOCL2 · criostail 8H2O i dtuaslagán teitreaclóiríd hafnium aigéadach aigéadach hidreaclórach.
Tá seans maith ann go gcruthóidh hafnium 4-valent coimpléisc le fluairíd, ina bhfuil K2HFF6, K3HFF7, (NH4) 2HFF6, agus (NH4) 3HFF7. Baineadh úsáid as na coimpléisc seo chun zirconium agus hafnium a dheighilt.
Comhdhúile coitianta:
Dé -ocsaíd hafnium: ainmneacha dé -ocsaíd hafnium; Dé -ocsaíd hafnium; Foirmle mhóilíneach: HFO2 [4]; Maoin: Púdar bán le trí struchtúr criostail: monoclinic, tetragonal, agus ciúbach. Is iad na dlúis ná 10.3, 10.1, agus 10.43g/cm3, faoi seach. Leáphointe 2780-2920K. Fiuchphointe 5400K. Comhéifeacht leathnaithe teirmeach 5.8 × 10-6/℃. Dothuaslagtha in uisce, aigéad hidreaclórach, agus aigéad nítreach, ach intuaslagtha in aigéad sulfarach tiubhaithe agus in aigéad hidreafluarach. A tháirgtear trí dhianscaoileadh teirmeach nó hidrealú comhdhúile amhail sulfáit hafnium agus hafnium oxychloride. Amhábhair chun cóimhiotail miotail agus cóimhiotail hafnium a tháirgeadh. A úsáidtear mar ábhair teasfhulangacha, bratuithe frith -radaighníomhacha, agus catalaígh. . Ag tosú ó chlóiríniú tánaisteach, tá próisis íonú, laghdaithe, agus driogtha folúis beagnach mar an gcéanna le próisis zirconium.
Teitreaclóiríd hafnium. Íogair do thaise. Intuaslagtha in aicéatón agus meatánól. Hydrolyze in uisce chun oxychloride hafnium a tháirgeadh (HFOCL2). Teas go 250 ℃ agus galú. Greannach ar na súile, ar an gcóras riospráide, agus ar an gcraiceann.
Hafnium hiodrocsaíd: tá hiodrocsaíd hafnium (H4HFO4), a bhíonn i láthair de ghnáth mar ocsaíd hiodráitithe HFO2 · NH2O, dothuaslagtha in uisce, atá intuaslagtha go héasca in aigéid neamhorgánacha, dothuaslagtha in amóinia, agus is annamh a intuaslagtha i hiodrocsaíd sóidiam. Teas go 100 ℃ Chun hiodrocsaíd hafnium HFO (OH) a ghiniúint 2. Is féidir deascán bána hiodrocsaíde hafnium bán a fháil trí shalann hafnium (IV) a imoibriú le huisce amóinia. Is féidir é a úsáid chun comhdhúile hafnium eile a tháirgeadh.
Stair taighde
Stair Fionnachtana:
I 1923, fuair poitigéir na Sualainne Hervey agus fisiceoir na hÍsiltíre D. Koster amach hafnium i zircon a táirgeadh san Iorua agus sa Ghraonlainn, agus ainmníodh é Hafnium, a tháinig ón ainm Laidineach Hafnia of Copenhagen. I 1925, scaradh Hervey agus Coster zirconium agus tíotáiniam ag baint úsáide as an modh criostalaithe codánach de shalainn chasta fluairínithe chun salainn hafnium íon a fháil; Agus salann hafnium a laghdú le sóidiam miotalach chun hafnium miotail íon a fháil. D'ullmhaigh Hervey sampla de roinnt milleagram de hafnium íon.
Turgnaimh cheimiceacha ar zirconium agus hafnium:
I dturgnamh a rinne an tOllamh Carl Collins in Ollscoil Texas i 1998, maíodh gur féidir le gamma ionradaithe Hafnium 178M2 (an hafnium-178m2 [7]) fuinneamh ollmhór a scaoileadh, ar cúig ordú méide níos airde ná imoibrithe ceimiceacha ach trí ordú de mhéid níos ísle ná imoibrithe núicléacha. [8] Tá an saolré is faide ag HF178M2 (Hafnium 178m2) i measc iseatóipí fadchónaitheacha den chineál céanna: tá leathré 31 bliain ag HF178M2 (Hafnium 178M2), rud a fhágann go bhfuil radaighníomhaíocht nádúrtha de thart ar 1.6 Trillion Becquerels. Deir tuarascáil Collins go bhfuil thart ar 1330 megajoules i ngram amháin de HF178M2 (hafnium 178m2), atá comhionann leis an bhfuinneamh a scaoiltear trí phléascadh 300 cileagram de phléascáin TNT. Tugann tuarascáil Collins le fios go scaoiltear an fuinneamh go léir san imoibriú seo i bhfoirm X-ghathanna nó gathanna gáma, a scaoileann fuinneamh ag ráta an-tapa, agus is féidir le HF178M2 (Hafnium 178M2) freagairt fós ag comhchruinnithe an-íseal. [9] Tá cistí taighde leithdháilte ag an bPagagón. Sa turgnamh, bhí an cóimheas comhartha-go-torann an-íseal (le hearráidí suntasacha), agus ó shin i leith, in ainneoin il-turgnaimh ag eolaithe ó il-eagraíochtaí lena n-áirítear Gníomhaireacht Taighde na Roinne Cosanta Ard-Tionscadail (DARPA) agus Jason Defense Advisory Group [13], ní raibh aon eolaí in ann an t-imoibriú seo a bhaint amach faoi na coinníollacha a d'éiligh Collins, agus chuir Collins fianaise ar fáil chun an t-imoibriú seo a chur ar fáil. Fuinneamh a scaoileadh ó HF178M2 (Hafnium 178M2) [15], ach tá sé cruthaithe go teoiriciúil go bhfuil eolaithe eile cruthaithe nach féidir an t -imoibriú seo a bhaint amach. [16] Creidtear go forleathan go bhfuil HF178M2 (hafnium 178m2) sa phobal acadúil gan a bheith ina fhoinse fuinnimh
Réimse Iarratais:
Tá Hafnium an -úsáideach mar gheall ar a chumas leictreoin a astú, mar shampla mar a úsáidtear mar fhiliméad i lampaí gealbhruthacha. Úsáidtear iad mar chatóid le haghaidh feadáin X-gha, agus úsáidtear cóimhiotail hafnium agus tungstain nó moluibdín mar leictreoidí le haghaidh feadáin scaoilte ardvoltais. A úsáidtear go coitianta sa tionscal déantúsaíochta catóide agus tungstain le haghaidh X-ghathanna. Is ábhar tábhachtach é hafnium íon sa tionscal fuinnimh adamhach mar gheall ar a phlaisteacht, a phróiseáil éasca, a fhriotaíocht ardteochta, agus a fhriotaíocht creimthe. Tá trasghearradh mór neodrón teirmeach ag Hafnium agus is ionsúire neodrón idéalach é, ar féidir é a úsáid mar shlat rialaithe agus mar ghléas cosanta le haghaidh imoibreoirí adamhacha. Is féidir púdar hafnium a úsáid mar thiomántán do roicéid. Is féidir catóid na bhfeadán X-ghathaithe a dhéanamh sa tionscal leictreach. Is féidir le cóimhiotal hafnium fónamh mar an tsraith chosantach ar aghaidh le haghaidh soic roicéad agus aerárthaí athiontrála glide, agus is féidir HF TA a chóimhiotal a úsáid chun ábhair cruach agus friotaíochta a mhonarú. Úsáidtear hafnium mar ghné bhreiseáin i gcóimhiotail atá frithsheasmhach in aghaidh teasa, mar shampla tungstain, moluibdín, agus tantalum. Is féidir HFC a úsáid mar bhreiseán do chóimhiotail chrua mar gheall ar a chruas ard agus a leáphointe. Is é an leáphointe de 4TACHFC ná thart ar 4215 ℃, rud a fhágann gurb é an comhdhúil é leis an leáphointe is airde ar a dtugtar. Is féidir hafnium a úsáid mar dhuine a bhíonn ag dul i gcion ar go leor córas boilscithe. Is féidir le hafnium getters gáis neamhriachtanacha a bhaint, mar shampla ocsaigin agus nítrigin atá i láthair sa chóras. Is minic a úsáidtear hafnium mar bhreiseán in ola hiodrálach chun cosc a chur ar volatilization ola hiodrálach le linn oibríochtaí ardriosca, agus tá airíonna frith-luaineachta láidre aici. Dá bhrí sin, úsáidtear é go ginearálta in ola hiodrálach thionsclaíoch. Ola hiodrálach leighis.
Baintear úsáid as eilimint hafnium freisin sna nanapróiseoirí Intel 45 is déanaí. Mar gheall ar inoibritheacht dé -ocsaíd sileacain (SiO2) agus a chumas chun tiús a laghdú chun feidhmíocht trasraitheora a fheabhsú go leanúnach, úsáideann monaróirí próiseálaí dé -ocsaíd sileacain mar an t -ábhar le haghaidh tréleictreacha geata. Nuair a thug Intel an próiseas monaraithe 65 nanaiméadar isteach, cé go ndearna sé gach iarracht tiús an gheata dé -ocsaíde sileacain a laghdú go 1.2 nanaiméadar, atá comhionann le 5 shraith adamh, mhéadódh deacracht a bhaineann le hídiú cumhachta agus le dioscú teasa nuair a laghdaíodh an trasraitheoir go dtí méid adamh, mar thoradh ar fhuinneamh reatha agus ar fhuinneamh neamhriachtanach. Dá bhrí sin, má tá ábhair reatha á n -úsáid agus má laghdaítear an tiús a thuilleadh, méadóidh sceitheadh an gheata tréleictreach go mór, rud a fhágfaidh go mbeidh teicneolaíocht trasraitheora síos go dtí a theorainneacha. Chun aghaidh a thabhairt ar an tsaincheist chriticiúil seo, tá sé i gceist ag Intel ábhair ard -K níos tibhe (ábhair bunaithe ar hafnium) a úsáid mar dhialaictreachas geata in ionad dé -ocsaíd sileacain, a laghdaigh sceitheadh níos mó ná 10 n -uaire go rathúil. I gcomparáid leis an nglúin roimhe seo de theicneolaíocht 65Nm, méadaíonn próiseas 45nm Intel dlús trasraitheora beagnach dhá uair, rud a fhágann go bhfuil méadú ar líon iomlán na trasraitheoirí nó laghdú ar mhéid an phróiseálaí. Ina theannta sin, tá an chumhacht a theastaíonn le haghaidh athrú trasraitheora níos ísle, rud a laghdaíonn tomhaltas cumhachta beagnach 30%. Déantar na naisc inmheánacha as sreang chopair péireáilte le tréleictreach íseal K, ag feabhsú go réidh éifeachtúlacht agus ag laghdú tomhaltas cumhachta, agus tá an luas lasctha thart ar 20% níos tapúla
Dáileadh mianraí:
Tá raidhse screamh níos airde ag Hafnium ná mar a úsáidtear go coitianta miotail amhail biosmat, caidmiam, agus mearcair, agus tá sé coibhéiseach le hábhar le beryllium, gearmáiniam, agus úráiniam. Tá hafnium i ngach mianraí ina bhfuil zirconium. Tá 0.5-2% hafnium sa zircon a úsáidtear sa tionscal. Is féidir suas le 15% hafnium a bheith sa zircon beryllium (alvite) i méine zirconium tánaisteach. Tá cineál zircon meiteamorfach ann freisin, cyrtolite, ina bhfuil os cionn 5% HFO. Tá cúlchistí an dá mhianraí deiridh beag agus níl siad glactha go fóill sa tionscal. Déantar Hafnium a aisghabháil den chuid is mó le linn táirgeadh zirconium.
Tá sé sa chuid is mó de na mianta zirconium. [18] [19] Toisc nach bhfuil mórán ábhair sa screamh. Is minic a bhíonn sé ag teacht le zirconium agus níl aon mhianach ar leithligh aige.
Modh ullmhúcháin:
Is féidir é a ullmhú trí laghdú maignéisiam teitreaclóiríd hafnium nó dianscaoileadh teirmeach ar iaidín hafnium. Is féidir HFCL4 agus K2HFF6 a úsáid freisin mar amhábhair. Tá an próiseas táirgthe leictrealaíoch i NACL KCL HFCL4 nó K2HFF6 leá cosúil leis an táirgeadh leictrealaíoch de zirconium.
2. Tá hafnium ag teacht le zirconium, agus níl aon amhábhar ar leith ann do hafnium. Is é an t -amhábhar chun hafnium a dhéanamh ná ocsaíd hafnium amhola atá scartha le linn an phróisis déantúsaíochta zirconium. Sliocht ocsaíd hafnium ag baint úsáide as roisín malartaithe ian, agus ansin bain úsáid as an modh céanna le zirconium chun hafnium miotail a ullmhú ón ocsaíd hafnium seo.
3. Is féidir é a ullmhú trí teitreaclóiríd hafnium téamh CO (HFCL4) le sóidiam trí laghdú.
Ba iad na modhanna is luaithe chun zirconium agus hafnium a dheighilt ná criostalú codánach salainn chasta fluairínithe agus deascadh codánach fosfáití. Tá na modhanna seo ró -mhór le feidhmiú agus tá siad teoranta d'úsáid saotharlainne. Tá teicneolaíochtaí nua chun zirconium agus hafnium a dheighilt, amhail driogadh codán, eastóscadh tuaslagóra, malartú ian, agus asaithe codánúcháin, tagtha chun cinn i ndiaidh a chéile, agus tá eastóscadh tuaslagóra níos praiticiúla. Is iad an dá chóras idirscartha a úsáidtear go coitianta an córas cyclohexanone thiocyanate agus an córas aigéad nítreach fosfáite tributyl. Is iad na táirgí a fhaightear leis na modhanna thuas go léir hiodrocsaíd hafnium, agus is féidir ocsaíd hafnium íon a fháil trí chalcination. Is féidir hafnium ard -íonachta a fháil trí mhodh malartaithe ian.
I dtionscal, is minic a bhíonn próiseas Kroll agus próiseas Debor Aker i gceist le táirgeadh miotail miotail. Is éard atá i gceist leis an bpróiseas kroll ná laghdú teitreaclóiríd hafnium ag baint úsáide as maignéisiam mhiotalach:
2mg+HFCL4- → 2MGCL2+HF
Úsáidtear an modh Debor Aker, ar a dtugtar an modh iodization freisin, chun spúinse a íonú mar hafnium agus chun hafnium miotail intuargainte a fháil.
5. Is ionann an bruithniú ar hafnium agus an smideadh zirconium go bunúsach:
Is é an chéad chéim ná dianscaoileadh an mhianaigh, a bhfuil trí mhodh i gceist leis: clóiríniú zircon le fáil (Zr, HF) Cl. Leá alcaile de zircon. Leánn zircon le NaOH ag thart ar 600, agus athraíonn os cionn 90% de (Zr, HF) O isteach i Na (Zr, HF) O, le SIO a chlaochlú go Nasio, a dhíscaoiltear in uisce lena bhaint. Is féidir Na (Zr, HF) O a úsáid mar an tuaslagán bunaidh chun zirconium agus hafnium a dheighilt tar éis é a thuaslagadh i HNO. Mar sin féin, mar gheall ar láithreacht colloids SIO, bíonn sé deacair scaradh eastósctha tuaslagóra a dhéanamh. Sinter le KSIF agus soak in uisce chun tuaslagán k (Zr, Hf) F a fháil. Is féidir leis an tuaslagán zirconium agus hafnium a dheighilt trí chriostalú codánach;
Is é an dara céim ná scaradh zirconium agus hafnium a dheighilt, ar féidir é a bhaint amach ag baint úsáide as modhanna deighilte eastósctha tuaslagóra ag baint úsáide as córas MIBK aigéad hidreaclórach (meitil isobutyl cetone) agus córas HNO-TBP (tributyl fosfáit). Rinneadh staidéar le fada ar theicneolaíocht na codánúcháin ilchéime ag baint úsáide as an difríocht i mbrú gaile idir HFCL agus ZRCL faoi bhrú ard (os cionn 20 atmaisféar), rud a fhéadann an próiseas clóirínithe tánaisteach a shábháil agus costais a laghdú. Mar sin féin, mar gheall ar an bhfadhb creimthe de (Zr, HF) CL agus HCl, níl sé éasca ábhair cholún codánúcháin oiriúnacha a aimsiú, agus laghdóidh sé freisin caighdeán ZRCL agus HFCL, ag méadú costais íonúcháin. Sna 1970í, bhí sé fós sa chéim tástála plandaí idirmheánacha;
Is é an tríú céim clóiríniú tánaisteach HFO chun amhola HFCL a fháil le haghaidh laghdaithe;
Is é an ceathrú céim ná íonú HFCL agus laghdú maignéisiam. Tá an próiseas seo mar an gcéanna le íonú agus laghdú ZRCL, agus is hafnium spúinse garbh é an táirge leathchríochnaithe a eascraíonn as;
Is é an cúigiú céim ná hafnium amh -spúinse a dhriogadh chun MGCL a bhaint agus maignéisiam miotail iomarcach a aisghabháil, agus mar thoradh air sin tá táirge críochnaithe de hafnium miotail spúinse. Má úsáideann an gníomhaire laghdaithe sóidiam in ionad maignéisiam, ba cheart an cúigiú céim a athrú go tumoideachas uisce
Modh stórála:
Stóráil i stóras fionnuar agus aeráilte. Coinnigh ar shiúl ó spréach agus foinsí teasa. Ba chóir é a stóráil ar leithligh ó ocsaídeoirí, aigéid, halaiginí, etc., agus stóráil a mheascadh. Ag baint úsáide as áiseanna soilsithe agus aerála a chruthaíonn pléascadh. Toirmeasc a chur ar úsáid trealaimh agus uirlisí meicniúla a bhfuil seans maith acu spréach a dhéanamh. Ba chóir go mbeadh ábhair oiriúnacha sa limistéar stórála chun sceitheadh a bheith ann.
Am Post: SEP-25-2023