Hafnium, konganuku Hf, tau ngota 72, taumaha ngota 178.49, he konganuku whakawhiti hina hina hiriwa.
E ono nga momo motuhake o te Hafnium: te hafnium 174, 176, 177, 178, 179, me te 180. Kare te Hafnium e tauhohe ki te waikawa maatawai waimeha, te waikawa sulfuric waimeha, me nga wairewa kawakore kaha, engari he wairewa i roto i te waikawa fluoric me te wai regia. Ko te ingoa huānga i ahu mai i te ingoa Latin o Copenhagen City.
I te tau 1925, ka whiwhi te tohunga kaimatau Huitene a Hervey me te tohunga ahupūngao Tatimana a Koster te tote hafnium parakore ma te whakatioatanga hautanga o nga tai matatini fluorinated, ka whakahekehia ki te konutai konukawata kia whiwhi hafnium whakarewa parakore. Kei roto i te Hafnium te 0.00045% o te kirinuku o te whenua, he maha tonu te hono ki te zirconium i roto i te taiao.
Ingoa hua: hafnium
Tohu huānga: Hf
Te taumaha ngota: 178.49
Momo huānga: huānga whakarewa
Āhuatanga ā-tinana:
Hafniumhe konganuku hina hiriwa me te kanapa whakarewa; E rua nga momo rereke o te hafnium konganuku: Ko te α Hafnium he momo hexagonal tino kapi (1750 ℃) me te pāmahana huringa teitei ake i te zirconium. Ko te hafnium konganuku he momo allotrope i te pāmahana teitei. Ko te hafnium konganuku he waahanga-whakawhitinga neutron teitei ka taea te whakamahi hei taonga whakahaere mo nga reactors.
E rua nga momo hanganga karaihe: hexagonal tarapi kiato i te pāmahana i raro i te 1300 ℃（ α- Whārite); I te pāmahana i runga ake i te 1300 ℃, he pūtoru e hāngai ana ki te tinana ( β- Equation). He konganuku me te kirihou ka whakapakeke, ka pakarukaru i te aroaro o nga poke. Pumau ki te hau, ka pouri noa te mata ina tahuna. Ka taea te mura o nga kakawaea e te mura o te whakataetae. He rite ki te zirconium. Karekau e tauhohe ki te wai, ki te waikawa waimeha, ki te turanga kaha ranei, engari he ngawari te whakarewa ki te aqua regia me te waikawa waiwaro. Ko te nuinga i roto i nga pūhui me te +4 valence. Ko te koranu Hafnium (Ta4HfC5) e mohiotia ana he teitei te ira whakarewa (tata ki te 4215 ℃).
Hanganga tioata: He hexagonal te pūtau tioata
Te nama CAS: 7440-58-6
Ira whakarewa: 2227 ℃
Ira kohua: 4602 ℃
Āhuatanga matū:
Ko nga ahuatanga matū o te hafnium he tino rite ki era o te zirconium, a he pai te aukati i te waikura, a, kaore i te ngawari te waikura e nga wairewa wai kawakawa waikawa whanui; He ngawari te wairewa i roto i te waikawa fluoric hei hanga i nga matatini fluorinated. I te teitei o te mahana, ka taea hoki e te hafnium te hono tika ki nga hau penei i te hāora me te hauota ki te hanga waikura me te nitrides.
He maha nga wa he+4 valence te Hafnium i roto i nga pūhui. Ko te pūhui matuahafnium waikuraHfO2. E toru nga momo rereke o te hafnium oxide:hafnium waikuraka whiwhi i te calcination tonu o te hafnium sulfate me te chloride oxide he momo monoclinic; Ko te waikura hafnium ka riro mai i te whakamahana i te hauwai o te hafnium ki te 400 ℃ he rereke tetragonal; Ki te calcined ki runga ake i te 1000 ℃, ka taea te whiwhi i te momo rereke. Ko tetahi atu pūhui kotetrachloride hafnium, koinei te rauemi mata mo te whakarite hafnium whakarewa, ka taea te whakarite ma te tauhohe i te hau maota ki runga i te ranunga o te hafnium oxide me te waro. Ka uru mai te Hafnium tetrachloride ki te wai, ka whakamaua tonu ki te HfO (4H2O) 2+ katote tino pumau. Kei roto nga katote HfO2+ i roto i te maha o nga pūhui o te hafnium, ka taea te whakakoioa i te ngira te ahua o te hafnium oxychloride HfOCl2 · 8H2O tioata i roto i te wairewa tetrachloride hafnium waikawa waikawa waikawa.
Ko te 4-valent hafnium he kaha ki te hanga matatini me te fluoride, kei roto ko K2HfF6, K3HfF7, (NH4) 2HfF6, me (NH4) 3HfF7. Kua whakamahia enei matatini mo te wehenga o te zirconium me te hafnium.
Pūhui noa:
Hafnium dioxide: ingoa Hafnium dioxide; Hafnium hauhā; tātai rāpoi: HfO2 [4]; Taonga: Te paura ma me nga hanganga karaihe e toru: monoclinic, tetragonal, me te pūtoru. Ko te 10.3, 10.1, me te 10.43g/cm3 te kiato. Ira whakarewa 2780-2920K. Ira kohua 5400K. Te whakarea roha wera 5.8 × 10-6/℃. Karekau ki te wai, te waikawa pūhaumāota, me te waikawa nitric, engari ka whakarewahia ki te waikawa pungatara me te waikawa pūhauwai. He mea whakaputa mai i te waiariki, te waiariki ranei o nga puhui penei i te hafnium sulfate me te hafnium oxychloride. Ko nga rauemi mata mo te hanga o te hafnium whakarewa me te koranu hafnium. Ka whakamahia hei taonga whakaahuru, he paninga anti radioactive, me te whakakōkī. [5] Ko te taumata pūngao ngota HfO he hua ka riro i te wa kotahi i te wa e hanga ana te taumata hiko ngota ZrO. Ka timata mai i te chlorination tuarua, ko nga tikanga o te purenga, te whakaheke, me te whakamaarama korehau he rite tonu ki era o te zirconium.
Hafnium tetrachloride: Hafnium (IV) pūhaumāota, Hafnium tetrachloride tātai rāpoi HfCl4 Taumaha rāpoi 320.30 Pūāhua: Paraka tioata ma. Te tairongo ki te makuku. Wairewa ki te acetone me te mewaro. Waiwai ki te wai kia puta te hafnium oxychloride (HfOCl2). Whakawerahia ki te 250 ℃ ka mimiti. Ka whakapataritari ki nga kanohi, te punaha manawa, me te kiri.
Hafnium hydroxide: Hafnium hydroxide (H4HfO4), ko te tikanga he waikura waikura HfO2 · nH2O, he kore e rewa ki te wai, he ngawari ki te wairewa ki te waikawa pararopi, karekau ki te haukinia, he uaua te whakarewa ki te konutai waikawa. Whakawerahia ki te 100 ℃ ki te whakaputa i te hafnium hydroxide HfO (OH) 2. Ka taea te tango i te hafnium hydroxide ma te tauhohe i te tote hafnium (IV) ki te wai haukini. Ka taea te whakamahi ki te whakaputa i etahi atu puhui hafnium.
Rangahau History
Hītori Whakakitenga:
I te tau 1923, ka kitea e te tohunga kemu Huitene a Hervey me te tohunga ahupūngao Tatimana a D. Koster te hafnium i roto i te zircon i hangaia i Norway me Greenland, ka tapaina he hafnium, i ahu mai i te ingoa Latina Hafnia o Copenhagen. I te tau 1925, ka wehea e Hervey raua ko Coster te zirconium me te titanium ma te whakamahi i te tikanga o te whakatioatanga hautanga o nga tote matatini fluorinated ki te whiwhi tote hafnium parakore; A whakaitihia te tote hafnium me te konutai konutai kia whiwhi ai te hafnium whakarewa parakore. I whakaritea e Hervey he tauira o te maha o nga mirakarama o te hafnium parakore.
Nga whakamatautau matū mo te zirconium me te hafnium:
I roto i tetahi whakamatautau i whakahaerehia e Ahorangi Carl Collins i te Whare Wananga o Texas i te tau 1998, i kiihia ko te hafnium 178m2 (te isomer hafnium-178m2 [7]) ka taea te tuku i te kaha nui, e rima ota teitei ake i nga tauhohenga matū engari e toru nga ota nui iti iho i nga tauhohenga karihi. [8] Ko te Hf178m2 (hafnium 178m2) te roa rawa o te oranga i waenga i nga momo momo momo noho-roa: Hf178m2 (hafnium 178m2) he 31 tau te haurua o te ora, ka puta mai he radioactivity taiao tata ki te 1.6 trillion Becquerels. Ko te ripoata a Collins e kii ana ko tetahi karamu o te Hf178m2 parakore (hafnium 178m2) kei roto tata ki te 1330 megajoules, he rite ki te kaha i puta mai i te pahūtanga o te 300 kirokaramu o TNT pahū. Ko te ripoata a Collins e tohu ana ko nga hiko katoa o tenei tauhohenga ka tukuna i roto i te ahua o nga hihi-X, nga hihi gamma ranei, e tuku ana i te kaha i te tere tere, a ka taea tonu e te Hf178m2 (hafnium 178m2) te tauhohenga i nga kukū tino iti. [9] Kua tohaina e te Pentagon he putea mo te rangahau. I roto i te whakamatautau, he iti rawa te tauwehenga tohu-ki-haruru (me nga hapa nui), mai i tera wa, ahakoa nga whakamatautau maha a nga kaiputaiao mai i nga whakahaere maha tae atu ki te United States Department of Defense Advanced Projects Research Agency (DARPA) me JASON Defense Advisory Rōpū [13], karekau he kaiputaiao i kaha ki te whakatutuki i tenei tauhohenga i raro i nga tikanga e kii ana a Collins, a kaore ano a Collins i whakaatu i nga taunakitanga kaha ki te whakaatu i te noho o tenei tauhohenga, ka whakaaro a Collins he tikanga mo te whakamahi i te tukunga hihi gamma whakaawe hei tuku i te kaha mai i Hf178m2 (hafnium 178m2) [15], engari ko etahi atu o nga kaiputaiao kua whakamatauria e kore e taea tenei tauhohenga. [16] Hf178m2 (hafnium 178m2) e whakaponohia nuitia ana i roto i te hapori matauranga ehara i te mea he puna kaha.
Āpure tono:
He tino whai hua te Hafnium na tona kaha ki te tuku irahiko, penei i te whakamahia hei kakawaea i roto i nga rama rama. Ka whakamahia hei cathode mo nga ngongo X-ray, me nga koranu o te hafnium me te tungsten, molybdenum ranei ka whakamahia hei hiko mo nga ngongo tuku ngaohiko teitei. E whakamahia nuitia ana i roto i te ahumahi hanga waea cathode me te tungsten mo nga hihi X. Ko te hafnium parakore he mea nui i roto i te umanga ngota ngota na te mea he kirihou, he ngawari te tukatuka, he teitei o te pāmahana, me te aukati i te waikura. Ko te Hafnium he waahanga-whakawhitinga hopu neutron waiariki, he tino pai mo te tango neutron, ka taea te whakamahi hei rakau mana me te taputapu whakamarumaru mo nga reactors ngota. Ka taea te whakamahi i te paura Hafnium hei whakakorikori mo nga toka. Ko te cathode o nga ngongo X-ray ka taea te hanga i roto i te umanga hiko. Ka taea e te koranu Hafnium te noho hei paparanga whakamarumaru whakamua mo nga puha takirirangi me te rere ki te re-whakaurunga rererangi, ka taea te whakamahi i te koranu Hf Ta ki te hanga i nga taputapu rino me nga taonga aukati. Ka whakamahia te Hafnium hei huānga taapiri i roto i nga koranu wera-wera, penei i te tungsten, molybdenum, me te tantalum. Ka taea te whakamahi i te HfC hei taapiri mo nga koranu uaua na te kaha o te pakeke me te rewa. Ko te ira whakarewa o te 4TaCHfC he 4215 ℃, na reira ko te puhui me te ira whakarewa tino mohio. Ka taea te whakamahi i te Hafnium hei kaikawe i roto i nga punaha pikinga maha. Ka taea e te Hafnium getters te tango i nga hau koretake penei i te hauora me te hauota kei roto i te punaha. He maha nga wa e whakamahia ana te Hafnium hei taapiri i roto i te hinu waipēhi hei aukati i te whakaheke o te hinu waipēhi i te wa e mahi nui ana te mate, me te kaha ki te aukati i nga taonga whakaheke. Na reira, kei te nuinga whakamahia te reira i roto i te hinu waipēhi ahumahi. Hinu waipēhi hauora.
Ka whakamahia ano te huānga Hafnium i roto i te Intel 45 nanoprocessors hou. Na te kaha o te hanga o te hauhā (SiO2) me tona kaha ki te whakaiti i te matotoru ki te whakapai tonu i te mahi transistor, ka whakamahia e nga kaihanga tukatuka te hauhautanga silicon hei rauemi mo nga dielectrics kuaha. I te wa i whakauruhia e Intel te 65 nanometer te mahi hangahanga, ahakoa i whakapau kaha ki te whakaiti i te matotoru o te keeti hiko hauhaurua dielectric ki te 1.2 nanometers, e rite ana ki te 5 nga papa ngota, ka nui ake te uaua o te kohi hiko me te tohanga wera ina ka piki ake te transistor. i whakahekehia ki te rahi o te ngota, ka puta he ururua o naianei me te kaha wera kore. Na reira, ki te whakamahia tonu nga rauemi o naianei, ka iti ake te matotoru, ka tino piki te rerenga o te dielectric kuaha, Ka heke te hangarau transistor ki ona rohe. Hei whakatika i tenei take tino nui, kei te whakaaro a Intel ki te whakamahi i nga rawa K teitei ake (nga rauemi e pa ana ki te hafnium) hei dielectrics kuaha hei utu mo te hauhā hauhā, kua pai te whakaheke i te riihanga neke atu i te 10 nga wa. Ka whakatauritea ki te reanga o mua o te hangarau 65nm, ko te tukanga 45nm a Intel ka piki ake te kiato transistor e tata ki te rua, ka taea te whakanui ake i te tapeke o nga transistors, te whakaheke ranei i te rōrahi pūtukatuka. I tua atu, ko te kaha e hiahiatia ana mo te whakawhiti transistor he iti ake, ka whakaiti i te kaha o te kaha ki te tata ki te 30%. Ko nga hononga o roto he mea hanga mai i te waea parahi e honoa ana me te iti k dielectric, he pai te whakapai ake i te pai me te whakaiti i te kohi hiko, a ko te tere whakawhiti he tata ki te 20% tere ake.
Te tohatoha kohuke:
He nui ake te kirikiri o te Hafnium i nga konganuku e whakamahia ana penei i te bismuth, te cadmium, me te mercury, a he rite te ahua ki te beryllium, germanium, me te uranium. Ko nga kohuke katoa kei roto ko te zirconium he hafnium. Ko te Zircon i whakamahia i roto i te ahumahi kei roto 0.5-2% hafnium. Ko te beryllium zircon (Alvite) i roto i te ore zirconium tuarua ka taea ki te 15% hafnium. He momo o te zircon metamorphic, cyrtolite, kei roto i te 5% HfO. He iti nga rahui o enei kohuke e rua, a, kaore ano kia tangohia ki nga umanga. Ko te Hafnium te nuinga o te whakaora i te wa e hangaia ana te zirconium.
Kei roto i te nuinga o nga zirconium ores. [18] [19] No te mea he iti rawa te kiko o te kirinuku. He maha nga wa ka noho tahi me te zirconium, a, kaore he oka motuhake.
Tikanga takahanga:
1. Ka taea te whakarite ma te whakaheke konupora o te hafnium tetrachloride, te waiariki ranei o te hafnium iodide. Ka taea hoki te whakamahi HfCl4 me K2HfF6 hei rauemi mata. Ko te tukanga o te hanga hiko i roto i te NaCl KCl HfCl4 or K2HfF6 whakarewa he rite ki te hanga hiko o te zirconium.
2. Ka noho tahi te Hafnium me te zirconium, a kaore he rauemi mata motuhake mo te hafnium. Ko te rauemi mata mo te hanga hafnium he hafnium oxide mawhea kua wehea i te wa o te hanga zirconium. Tangohia te waikura hafnium ma te whakamahi i te kapia whakawhiti katote, katahi ka whakamahi i te tikanga rite ki te zirconium hei whakarite i te hafnium whakarewa mai i tenei waikura hafnium.
3. Ka taea te whakarite ma te whakawera tahi i te hafnium tetrachloride (HfCl4) me te konutai ma te whakaheke.
Ko nga tikanga tuatahi mo te wehe i te zirconium me te hafnium ko te whakatioatanga hautanga o nga tote matatini fluorinated me te rerenga hautanga o te phosphates. Ko enei tikanga he uaua ki te whakahaere, he iti noa ki te whakamahi taiwhanga. Ko nga hangarau hou mo te wehe i te zirconium me te hafnium, penei i te wehenga hautanga, te tangohanga whakarewa, te whakawhiti katote, me te whakangao hautanga, kua puta mai tetahi i muri i tetahi, me te tangohanga whakarewa he pai ake. Ko nga punaha wehewehe e rua e whakamahia nuitia ana ko te punaha thiocyanate cyclohexanone me te punaha waikawa nitric tributyl phosphate. Ko nga hua ka riro mai i nga tikanga i runga ake nei ko te hafnium hydroxide katoa, a ka taea te whiwhi hafnium oxide parakore ma te calcination. Ka taea te whiwhi hafnium parakore teitei ma te tikanga whakawhiti katote.
I roto i te ahumahi, ko te hanga o te hafnium whakarewa he maha nga wa e uru ana ki te tukanga Kroll me te tukanga Debor Aker. Ko te tukanga Kroll ko te whakaiti i te hafnium tetrachloride ma te whakamahi i te konupora whakarewa:
2Mg+HfCl4- → 2MgCl2+Hf
Ko te tikanga Debor Aker, e mohiotia ana ko te tikanga iodization, ka whakamahia hei pure i te hautai penei i te hafnium me te whiwhi hafnium whakarewa malleable.
5. He rite tonu te whakarewanga o te hafnium ki tera o te zirconium:
Ko te mahi tuatahi ko te pirau o te ore, e toru nga tikanga: ko te chlorination o te zircon ki te whiwhi (Zr, Hf) Cl. Te whakarewa alkali o te zircon. Ka rewa a Zircon me te NaOH i te 600 pea, neke atu i te 90% o (Zr, Hf) O ka huri hei Na (Zr, Hf) O, me te SiO ka huri hei NaSiO, ka memeha ki te wai hei tango. Ka taea te whakamahi Na (Zr, Hf) O hei otinga taketake mo te wehe i te zirconium me te hafnium i muri i te rewa ki te HNO. Heoi, ko te noho o te SiO colloids he uaua te wehenga tangohanga whakarewa. Tuhia ki te KSiF ka ruku ki te wai kia whiwhi ai te otinga K (Zr, Hf) F. Ka taea e te otinga te wehe i te zirconium me te hafnium ma te whakatioatanga hautanga;
Ko te waahanga tuarua ko te wehenga o te zirconium me te hafnium, ka taea te whakatutuki ma te whakamahi i nga tikanga wehenga tangohanga whakarewa ma te whakamahi i te punaha waikawa waikawa waikawa MIBK (methyl isobutyl ketone) me te punaha HNO-TBP (tributyl phosphate). Ko te hangarau o te hautau-maha-waahanga ma te whakamahi i te rereketanga o te pehanga kohu i waenga i te HfCl me te ZrCl ka rewa i raro i te pehanga teitei (kei runga ake i te 20 hau) kua roa e akohia ana, e taea ai te whakaora i te mahi maaota tuarua me te whakaiti i nga utu. Heoi, na te raru o te waikura o (Zr, Hf) Cl me HCl, ehara i te mea ngawari ki te kimi i nga rauemi pou hautanga tika, ka whakaheke hoki i te kounga o te ZrCl me te HfCl, ka piki ake nga utu purenga. I te tekau tau atu i 1970, kei roto tonu i te waahi whakamatautau tipu takawaenga;
Ko te taahiraa tuatoru ko te whakamaarama tuarua o te HfO ki te whiwhi HfCl masivesivá mo te whakaheke;
Ko te mahi tuawha ko te purenga o te HfCl me te whakaheke konupora. He rite tonu tenei tukanga ki te purenga me te whakahekenga o te ZrCl, a ko te hua kua oti te hua he hafnium hautai matotoru;
Ko te mahi tuarima ko te whakakore i te hautai hautai ki te tango i te MgCl me te whakaora i te taikaha konupora konupora, ka puta he hua o te hautai hafnium whakarewa. Mena ka whakamahia e te kaihoko whakaheke te konutai hei utu mo te konupora, me huri te taahiraa tuarima ki te rumaki wai
Tikanga rokiroki:
Rokiroki i roto i te whare putunga hauhautanga me te hau. Mawehe atu i nga korakora me nga puna wera. Me penapena motuhake mai i nga oxidants, waikawa, halogens, me etahi atu, me te karo i te whakaranu i te rokiroki. Te whakamahi i nga rama pahū-ahuru me nga whakaurunga hau. Aukati i te whakamahi i nga taputapu miihini me nga taputapu e pa ana ki te korakora. Ko te waahi rokiroki me whakauru ki nga rawa e tika ana kia mau ai nga turuturu.
Wā whakairinga: Sep-25-2023