Hafnium, metallum Hf, numerus atomicus 72, pondus atomicum 178,49, est metallum transitus lucidum argenteum cinereum.
Hafnium habet sex isotopes naturaliter stabilis: Hafnium 174, 176, 177, 178, 179, 180. Hafnium cum acido hydrochlorico diluto diluto acido sulphurico diluto, solutionibus alcalini validis, solutum est in acido hydrofluorico et aqua regia. Nomen elementum Latinum nomen Hafniae ab urbe venit.
Anno 1925, Swedish chemicus Herveus et Physicus Batavicus Koster purum hafnium sal per crystallizationem fracti salium complexorum fluorinatorum consecuti sunt, eumque sodium metallicum redegerunt ad hafnium metallum purum obtinendum. Hafnium 0.00045% crustae terrae continet et saepe cum zirconio in natura coniungitur.
Product nomen: hafnium
Elementum symbolum: Hf
Pondus atomicum: 178.49
Elementum genus: elementum metallicum
Proprietates physicae:
Hafniumest argenteus griseus metallicus cum nitor; Duae variantes hafnium metallorum sunt: α Hafnium est hexagonale valde confertum varians (1750 ℃) cum temperatura transmutationis altioris quam zirconium. Metallum hafnium allotrope variantes in calidis temperaturis habet. Metallum hafnium altam effusio neutronis sectionem transversalem habet et uti reactoria ad materiam moderandam adhiberi potest.
Duo genera structurarum crystallorum sunt: hexagona densa in temperaturis sub 1300 ab Equatione stipendii); Temperaturis supra 1300 est corpus centrum cubicum ab aequatione). Metallum cum materia plastica quae indurat et fragilis fit coram sordibus. Stabilis in aere, solum in superficie cremata obtenebrat. Filamenta parem flamma accendi possunt. Similia Propertii ad zirconium. Cum aqua, acida diluta, vel basibus validis non agit, sed in aqua regia et acido hydrofluorico facile solutum. Maxime in compositione cum 4+valentia. Hafnium stannum (Ta4HfC5) notum est punctum habere summum liquescens (circiter 4215 ℃).
Crystalli compages: Crystal cellula est hexagona
CAS number: 7440-58-6
Punctum liquescens: 2227
Fervens punctum: 4602
Proprietates chemicae:
Proprietates chemicae hafnium zirconium valde similes sunt, et bonam corrosionem habet resistentiam, et non facile a acido alcali aquea solutione generatim corroditur; Facile solutum in acido hydrofluorico ad complexa fluorinata formandam. Ad altas temperaturas, hafnium etiam directe coniungi potest cum vaporibus oxygenii et nitrogenis ad formandas oxides et nitrides.
Hafnium saepe +4 valorem in compositis habet. Pelagus compositis esthafnium oxydatumHfO2. Tres variantes oxydatum hafnium variae sunt;hafnium oxydatumcontinuum calcinationem obtinet hafnium sulfatis et chloridi oxydi monoclinici variatio; Hafnium oxydi hydroxidi hafnii calefaciendo circa 400 ℃ eft variantes tetragonales; Si combusti supra 1000 , cubicum variantium obtineri potest. Alius compositis ishafnium tetrachloridequae est materia rudis ad hafnium metallicum praeparandum et praeparari potest gasi chlorino in mixtione oxydi et carbonis hafnium. Hafnium tetrachloridum in aquam contactum venit et statim hydrolyzes in HfO (4H2O) 2+ iones valde stabilis venit. HfO2+iones in multis compositis ex hafnii existunt, et acum crystallificare potest hafnium oxychloridum hydratum HfOCl2 · 8H2O crystallis in acido hydrochlorico hafnium tetrachloride solutione acidificata.
Hafnium 4-valens etiam pronum est formare complexa cum fluoride, constans ex K2HfF6, K3HfF7, (NH4) 2HfF6, et (NH4) 3HfF7. Haec complexa pro separatione zirconium et hafnium adhibita sunt.
Composita communia:
Hafnium dioxide: nomen Hafnium dioxide; Hafnium dioxide; Formulae hypotheticae: HfO2[4]; Proprietas: cerussa cum tribus cristallis structuris: monoclinicis, tetragonis et cubicis. Densitates sunt 10.3, 10.1, et 10.43g/cm3, respective. Punctum ustum 2780-2920K. Fervens 5400K. Expansio scelerisque coefficiens 5.8 × 10-6/℃. In aqua, acido hydrochlorico et acido nitrico solubile, solutum in acido sulphurico et acido hydrofluorico solutum. Producta ex compositione vel hydrolysi scelerisque compositorum sicut hafnium sulfate et hafnium oxychloridis. Rudis materiae ad hafnium et hafnium mixturas metallicas producendas. Adhibentur ut materiae refractariae, anti tunicae radioacicae, et catalysts. [5] Gradus energiae atomicae HfO productum est simul adeptus cum gradu energiae atomicae ZrO. Processus purificationis, reductionis et distillationis vacui initio a secundario chlorinatione iidem fere sunt cum zirconio.
Hafnium tetrachloridum: Hafnium (IV) chloridum, Hafnium tetrachlorideum Formulae Molecularis HfCl4 pondus moleculare 320,30 Character: vitrum album crystallinum. Sensitiva ad humorem. Solutum in acetone et methanolo. Hydrolyze in aqua ad hafnium oxychloridem producendum (HfOCl2). Calefacere 250 et exalare. Exagitandis oculis, respiratoriis, cutis.
Hafnium hydroxidum: Hafnium hydroxidum (H4HfO4), oxydatum hydratum HfO2·nH2O, in aqua insolubile, in acidis inorganicis facile solutum, in ammoniaci insolubile, raro in sodium sodium solutum. Calidum ad 100 ad hafnium hydroxidum generandum HfO (OH) 2. Album hafnium hydroxidum praecipitatum obtineri potest per hafnium (IV) sal cum aqua ammoniaci. Adhiberi potest ad alia hafnia composita.
Investigatio Historiae
Inventio Historiae:
Anno 1923, Swedish chemicus Hervey et Batavicus physicus D. Koster hafnium in zircon in Norvegia et Groenlandia prolatum invenit, et hafnium nominavit, quod ex nomine Latino Hafnia Hafniae Hafniae oriundus est. Anno 1925, Hervey et Coster zirconium et titanium separaverunt methodum crystallizationis fracti salium complexorum fluorinatorum ad puros hafnium sales obtinendos; Et hafnium sal cum metallico sodium minuere, ut hafnium metallum purum obtineat. Herveus specimen aliquot milligrammatum puri hafnii paravit.
Experimenta chemica in zirconium et hafnium;
In experimento a Professore Carl Collins in Universitate Texas anno 1998 celebrato, asseruit gamma hafnium 178m2 irradiatum (isomer hafnium-178m2 [7]) immanem energiam dimittere posse, quae quinque ordines magnitudinis altioribus quam chemicis reactionibus est. tres ordines magnitudinis inferiores quam motus nuclei. [8] Hf178m2 (hafnium 178m2) longissimum vitae spatium inter isotopes similes longaevus: Hf178m2 (hafnium 178m2) vitam dimidiam 31 annorum habet, ex naturali radioactificatione circiter 1.6 trillion Becquerels. Relatio Collini affirmat unum gramma Hf178m2 (hafnium 178m2) circiter 1330 megajoules continere, quod aequivalet illi energiae emissarum per explosiones 300 chiliogrammatum explosivae. Renuntiatio Collini indicat omnem industriam in hac reactione dimissam in specie radiorum X-radiorum vel gammarum, quae industriam in rate velocissimo dimittunt, et Hf178m2 (hafnium 178m2) adhuc agere possunt in concentionibus valde demissis. [9] Pentagoni pecunia ad investigationes collocanda est. In experimento, ratio signum-ad-sonitum valde infima est (cum erroribus notabilibus), et ex eo, licet multa experimenta phisicis ex multiplicibus Institutis inclusis Civitatum Foederatarum Department Defensionis Provectus Research Agency (DARPA) et IASON Defensio Advisory Group [13], nullus physicus hanc reactionem sub condicionibus a Collins petitis assequi potuit, et Collins validis testimoniis ad probandam hanc reactionem exsistentiam non dedit, Collins proposuit methodum utendi gamma radiati emissionis inductae ad industriam emissionem abrogandam. Hf178m2 (hafnium 178m2) [15], sed alii phisici theoretice probaverunt hanc reactionem effici non posse. [16] Hf178m2 (hafnium 178m2) late creditur in communitate academica fontem energiae non esse.
Applicatio campi:
Hafnium valde utile est propter facultatem emittendi electrons, sicut in candenti lampadibus uti. Usus in cathode pro tubulis radiorum X, et admixtionibus hafnium et tungsten vel molybdenum electrodes pro tubulis emissionis altae adhibitae sunt. Communiter usus est in filum cathode et tungsten fabricandi industriam pro X-radiis. Merum hafnium materia magni momenti est in industria industriae atomicae propter eius plasticitatem, processus facilem, resistentiam caliditas et resistentiam corrosionis. Hafnium magnas thermas neutron cum sectione transversali captas habet et est specimen neutron absorber, quod uti potest ut virga moderatrix et machinae tutelae reactoria atomorum atomorum. Pulvis Hafnium propellant ad erucas adhiberi potest. Cathode de tubulis X-ray in electricae industriae confici potest. Hafnium stannum esse potest pro strato anteriori tutelae ad nozzles erucae et re-introrsum elabendi aircraft, cum Hf Ta stannum adhiberi potest ad ferrum et resistentiam materiae fabricare. Hafnium ut elementum additivum in mixtionibus caloris repugnantibus, ut tungsten, molybdenum, et tantalum. HfC adiectiva adhiberi potest ad mixtiones duras propter altitudinem duritiem et punctum liquefactionis. Punctum liquescens 4TaCHfC est circiter 4215 ℃, compositum cum puncto supremo noto liquefaciens. Hafnium auctarium in multis systematibus inflationis adhiberi potest. Hafnium getters vapores supervacuos removere possunt sicut oxygeni et nitrogenii in systemate praesentes. Hafnium saepe ponitur pro additamento in oleo hydraulico ad impediendum volatilizationem olei hydraulici in operationibus periculosis, et validas proprietates volatilitatis anti. Ideo usus est in oleo hydraulico industriae. Oleum hydrauticum medicinae.
Elementum Hafnium etiam in recentioribus 45 nanoprocessoribus Intel. Ob fabricabilitatem dioxidis pii (SiO2) eiusque facultatem reducendi crassitudinem ad transistorem continuum perficiendi meliores, processus fabricatores dioxide pii utuntur sicut materia portae dielectricae. Cum Intel processum fabricationis 65 nanometer introduxit, cum omni ope ad crassitudinem dioxidis portae dielectricae 1.2 nanometri ad 1.2 nanometri reducere elaborasset, cum quinque stratis atomorum aequipolleret, difficultas potentiae consumptionis et caloris dissipationis etiam transistoris cresceret. ad magnitudinem atomi redacta est, unde in vastitate et superfluitate caloris energiae consequitur. Si ergo materiae hodiernae continuae adhibeantur et amplius minuatur crassitudo, lacus portae dielectricae signanter augebit, technologiam transistorem ad suos fines deducens. Ad quaestionem criticam hanc compellare, Intel agitat uti crassioribus materias altas K (hafnium materiae fundatae) ut porta dielectricae loco dioxidei pii, quae lacus plus quam X temporibus feliciter redegit. Comparatus ad priorem generationem technologiae 65nm, 45nm Intel's processum transistoris densitatem bis fere auget, permittens augmentum in summa transistorum vel diminutione in processu voluminis. Praeterea vis commutandi requisita ad transistorem inferior est, reducendo vim consumptionis fere 30%. Connexiones internae fiunt ex filum aeneum cum parvo k dielectric iunctum, leniter augens efficientiam et consummationem potentiae minuens, et celeritas mutandi velocitas circiter 20% velocior est
Distributio mineralis:
Hafnium plus habet crustae abundantiae quam vulgo metallorum usus, ut bismuthum, cadmium, hydrargyrum, et aequipollet beryllium, germanium et uranium contentum. Omnia mineralia zirconium continentes hafnium continent. Zircon in industria adhibitum hafnium 0.5-2% continet. Beryllium zircon (Alvite) in zirconium chalcitide secundarium continere potest usque ad 15% hafnium. Est etiam typus metamorphic zircon, cyrtolitas, quae supra 5% HfO continet. Reservationes duorum horum mineralium parvae sunt et nondum industriae adhibitae sunt. Hafnium productione zirconium maxime convaluit.
Extat in fodinis maxime zirconium. [18] [19] Quoniam parum est in crusta contentum. Saepe cum zirconio cohaeret nec chalcitis separatum habet.
Praeparatio methodi:
1. Praeparari potest per magnesium reductionem hafnii tetrachloridis vel thermarum compositione hafnii iodidi. HfCl4 et K2HfF6 etiam adhiberi possunt ut rudimenta materiae. Processus productionis electrolyticae in NaCl KCl HfCl4 vel K2HfF6 liquefacto similis est productioni zirconii electrolyticae.
2. Hafnium cum zirconio coexistit, & nulla materia ad hafnium rudimentum separatum. Materia rudis ad hafnium fabricandum est rudis hafnium oxydatum separatum in processu zirconium fabricandi. Extract hafnium oxydatum utens resinae ion commutationis, tum eadem methodo cum zirconium ad hafnium metallicum praeparandum ex hoc oxydatum hafnium.
3. Praeparari potest ex co calefactione hafnium tetrachloridum (HfCl4) cum sodio per reductionem.
Primae methodi ad zirconium et hafnium separandum erant crystallizationis fractae salibus complexi fluorinated et praecipitatio phosphatarum fracti. Hae modi gravia sunt operandi et limitantur ad usum laboratorium. Novae technologiae ad zirconium et hafnium seiungendum, ut fractio distillationis, extractionis solvendae, commutationis io, et adsorptionis fractionis, alia post alia emerserunt, solvendo extractione magis practica. Duo systemata separationis communiter adhibita sunt systema cyclohexanonis thiocyanatum et systema acidum nitricum phosphatum tributylum. Producta his methodis consecuta sunt omnes hafnium hydroxidum, et oxydatum purum hafnium per calcinationem obtineri potest. Alta pudicitia hafnium per ion commutandi modum obtineri potest.
In industria, productio hafnium metalli saepe cum processu Kroll et processu Debor Aker involvit. Processus Kroll involvit reductionem hafnii tetrachloridis utentis magnesii metallici;
2Mg+HfCl4- → 2MgCl2+Hf
Debor Aker methodus, quae methodus iodizationis cognominata est, spongia purgare sicut hafnium et malleolum hafnium obtinet.
5. Exuratio hafnium radicaliter eadem est ac zirconium;
Primus gradus est oris compositio, quae tres modos implicat: chlorinationem zircon obtinendam (Zr, Hf) Cl. Alkali zirconis liquefactio. Zircon dissolvit cum NaOH circa 600, et supra 90% ipsius (Zr, Hf) O transformat in Na (Zr, Hf) O, mutato SiO in NaSiO, quod aqua ad remotionem dissolvitur. Na (Zr, Hf) O adhiberi potest solutio originalis ad separandum zirconium et hafnium post dissolutum in HNO. Sed praesentia SiO colloids solvendo efficit separationem extrahendi difficilem. Sinter cum KSiF et aqua macerari ad obtinendam K (Zr, Hf) solutionem F*. Solutio zirconium et hafnium per crystallizationem fractorum separare potest;
Secundus gradus est separatio zirconium et hafnium, quae utens solvendo extrahendi separationis methodos effici potest utendi acido hydrochlorico MIBK (methyl isobutyl ketone) systematis et systematis HNO-TBP (tributyl phosphate). Technologia multi-statis fractionis utens differentiam pressionis vaporum inter HfCl et ZrCl dissolvit sub alta pressione (supra viginti atmosphaeras) diu quaesita est, quae processus chlorinationis secundae servare potest et gratuita minuere. Attamen, ob corrosionem problematum (Zr, Hf) Cl et HCl, non facile est invenire materias columnae aptas fractionis, et etiam reducere qualitatem ZrCl et HfCl, purificationis impensas augentes. In annis 1970 adhuc erat in scaena media plantae probationis;
Tertius gradus est chlorinatio secundarii HfO ad crudam HfCl reductionem obtinendam;
Quartus gradus est purgatio hfCl et magnesii reductionis. Processus hic idem est cum purificatione et reductione ZrCl, et inde productum semi-perfectum est spongia crassa hafnium;
Quintus gradus est hafnium crudum destillare spongia vacuum ad removendum MgCl et magnesium metallum excessus recuperandum, unde fit in hafnium metalli spongiae confectum. Si agens reducendo sodium loco magnesii utitur, quintus gradus mutetur ad immersionem aquae
Repono modum:
Condite in frigido et ventilatis horreis. A scintillis et caloribus fontes abstinete. Seorsim condi debent ab oxidantibus, acida, halogenis, etc., ac ne permiscantur. Utens explosione-probationis accendendi et evacuationis facultates. Prohibemus usum instrumentorum mechanicorum et instrumentorum scintillis pronis. Tabularium congruis materiis ad pinum continendum instruatur.
Post tempus: Sep-25-2023