හැෆ්නියම්, ලෝහ Hf, පරමාණුක ක්‍රමාංකය 72, පරමාණුක බර 178.49, දිලිසෙන රිදී අළු සංක්‍රාන්ති ලෝහයකි.
Hafnium ස්වභාවිකව ස්ථායී සමස්ථානික හයක් ඇත: hafnium 174, 176, 177, 178, 179, සහ 180. Hafnium තනුක හයිඩ්‍රොක්ලෝරික් අම්ලය, තනුක සල්ෆියුරික් අම්ලය සහ ශක්තිමත් ක්ෂාරීය ද්‍රාවණ සමඟ ප්‍රතික්‍රියා නොකරයි, නමුත් හයිඩ්‍රොෆ්ලෝරික් අම්ලය සහ ද්‍රාව්‍ය වේ. මූලද්රව්ය නාමය පැමිණෙන්නේ කෝපන්හේගන් නගරයේ ලතින් නාමයෙනි.
1925 දී ස්වීඩන් රසායන විද්‍යාඥ හර්වි සහ ලන්දේසි භෞතික විද්‍යාඥ කොස්ටර් විසින් ෆ්ලෝරිනීකෘත සංකීර්ණ ලවණ භාගික ස්ඵටිකීකරණය මගින් පිරිසිදු හැෆ්නියම් ලවණ ලබා ගත් අතර පිරිසිදු ලෝහ හැෆ්නියම් ලබා ගැනීම සඳහා ලෝහමය සෝඩියම් සමඟ එය අඩු කරන ලදී. හැෆ්නියම් පෘථිවි පෘෂ්ඨයේ 0.00045% අඩංගු වන අතර බොහෝ විට ස්වභාවධර්මයේ සර්කෝනියම් සමඟ සම්බන්ධ වේ.
නිෂ්පාදනයේ නම: hafnium
මූලද්රව්ය සංකේතය: Hf
පරමාණුක බර: 178.49
මූලද්රව්ය වර්ගය: ලෝහමය මූලද්රව්යය
භෞතික ගුණාංග:
හැෆ්නියම්ලෝහමය දීප්තියක් සහිත රිදී අළු ලෝහයකි; ලෝහ හැෆ්නියම් ප්‍රභේද දෙකක් ඇත: α හැෆ්නියම් යනු සර්කෝනියම් වලට වඩා වැඩි පරිවර්තන උෂ්ණත්වයක් සහිත ෂඩාස්රාකාර සමීපව ඇසුරුම් කළ ප්රභේදයකි (1750 ℃). ලෝහ හැෆ්නියම් ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී ඇලෝට්‍රොප් ප්‍රභේද ඇත. ලෝහ හැෆ්නියම් ඉහළ නියුට්‍රෝන අවශෝෂණ හරස්කඩක් ඇති අතර ප්‍රතික්‍රියාකාරක සඳහා පාලන ද්‍රව්‍යයක් ලෙස භාවිතා කළ හැක.
ස්ඵටික ව්යුහයන් වර්ග දෙකක් තිබේ: 1300 ℃（ α- සමීකරණයට වඩා අඩු උෂ්ණත්වවලදී ෂඩාස්රාකාර ඝන ඇසුරුම්; 1300 ℃ ට වැඩි උෂ්ණත්වවලදී, එය ශරීර කේන්ද්‍රගත ඝනක (β- සමීකරණය) වේ. ප්ලාස්ටික් සහිත ලෝහයක්, අපිරිසිදු ද්රව්ය හමුවේ දැඩි වී බිඳෙනසුලු වේ. වාතයේ ස්ථායී, පිළිස්සූ විට පමණක් මතුපිට අඳුරු වේ. ගිනිකූරු දැල්ලෙන් සූතිකා දැල්විය හැක. සර්කෝනියම් වලට සමාන ගුණාංග. එය ජලය, තනුක අම්ල හෝ ශක්තිමත් භෂ්ම සමඟ ප්‍රතික්‍රියා නොකරයි, නමුත් ඇක්වා රෙජියා සහ හයිඩ්‍රොෆ්ලෝරික් අම්ලය තුළ පහසුවෙන් ද්‍රාව්‍ය වේ. ප්රධාන වශයෙන් +4 සංයුජතා සහිත සංයෝගවල. Hafnium මිශ්ර ලෝහය (Ta4HfC5) ඉහළම ද්රවාංකය (ආසන්න වශයෙන් 4215 ℃) ඇති බව දන්නා කරුණකි.
ස්ඵටික ව්යුහය: ස්ඵටික සෛලය ෂඩාස්රාකාර වේ
CAS අංකය: 7440-58-6
ද්රවාංකය: 2227 ℃
තාපාංකය: 4602 ℃
රසායනික ගුණ:
හැෆ්නියම් වල රසායනික ගුණ සර්කෝනියම් වලට බෙහෙවින් සමාන වන අතර එය හොඳ විඛාදන ප්‍රතිරෝධයක් ඇති අතර සාමාන්‍ය අම්ල ක්ෂාර ජලීය ද්‍රාවණ මගින් පහසුවෙන් විඛාදනයට ලක් නොවේ; ෆ්ලෝරිනීකෘත සංකීර්ණ සෑදීමට හයිඩ්‍රොෆ්ලෝරික් අම්ලයේ පහසුවෙන් ද්‍රාව්‍ය වේ. ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී, ඔක්සයිඩ සහ නයිට්‍රයිඩ සෑදීමට හැෆ්නියම් ඔක්සිජන් සහ නයිට්‍රජන් වැනි වායූන් සමඟ සෘජුවම සම්බන්ධ විය හැක.
හැෆ්නියම් බොහෝ විට සංයෝගවල +4 සංයුජතාවයක් ඇත. ප්රධාන සංයෝගය වේහැෆ්නියම් ඔක්සයිඩ්HfO2. හැෆ්නියම් ඔක්සයිඩ් වල විවිධ ප්‍රභේද තුනක් ඇත:හැෆ්නියම් ඔක්සයිඩ්හැෆ්නියම් සල්ෆේට් සහ ක්ලෝරයිඩ් ඔක්සයිඩ් අඛණ්ඩව ගණනය කිරීම මගින් ලබා ගන්නා ලද මොනොක්ලිනික් ප්රභේදයකි; හැෆ්නියම් හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් සෙල්සියස් අංශක 400 ට රත් කිරීමෙන් ලබා ගන්නා හැෆ්නියම් ඔක්සයිඩ් චතුශ්‍ර ප්රභේදයකි; 1000 ℃ ට වැඩි ගණනය කළහොත්, ඝන ප්රභේදයක් ලබා ගත හැක. තවත් සංයෝගයකිහැෆ්නියම් ටෙට්රාක්ලෝරයිඩ්, ලෝහ හැෆ්නියම් සකස් කිරීම සඳහා අමුද්රව්ය වන අතර හැෆ්නියම් ඔක්සයිඩ් සහ කාබන් මිශ්‍රණයක් මත ක්ලෝරීන් වායුව ප්‍රතික්‍රියා කිරීමෙන් සකස් කළ හැක. හැෆ්නියම් ටෙට්රාක්ලෝරයිඩ් ජලය සමග ස්පර්ශ වන අතර වහාම ඉතා ස්ථායී HfO (4H2O) 2+ අයන බවට ජල විච්ඡේදනය වේ. HfO2+අයන බොහෝ හැෆ්නියම් සංයෝගවල පවතින අතර හයිඩ්‍රොක්ලෝරික් ආම්ලික හැෆ්නියම් ටෙට්රාක්ලෝරයිඩ් ද්‍රාවණයේ ඉඳිකටු හැඩැති හයිඩ්‍රේටඩ් හැෆ්නියම් ඔක්සික්ලෝරයිඩ් HfOCl2 · 8H2O ස්ඵටික ස්ඵටිකීකරණය කළ හැක.
4-සංයුජ හැෆ්නියම්, K2HfF6, K3HfF7, (NH4) 2HfF6, සහ (NH4) 3HfF7 වලින් සමන්විත ෆ්ලෝරයිඩ් සමඟ සංකීර්ණ සෑදීමට ද නැඹුරු වේ. මෙම සංකීර්ණ සර්කෝනියම් සහ හැෆ්නියම් වෙන් කිරීම සඳහා භාවිතා කර ඇත.
පොදු සංයෝග:
හැෆ්නියම් ඩයොක්සයිඩ්: නම හැෆ්නියම් ඩයොක්සයිඩ්; හැෆ්නියම් ඩයොක්සයිඩ්; අණුක සූත්‍රය: HfO2 [4]; දේපල: ස්ඵටික ව්යුහයන් තුනක් සහිත සුදු කුඩු: මොනොක්ලිනික්, ටෙට්රාගෝනල් සහ ඝනක. ඝනත්වය පිළිවෙලින් 10.3, 10.1 සහ 10.43g/cm3 වේ. ද්රවාංකය 2780-2920K. තාපාංකය 5400K. තාප ප්රසාරණ සංගුණකය 5.8 × 10-6/℃. ජලයේ දිය නොවන, හයිඩ්‍රොක්ලෝරික් අම්ලය සහ නයිට්‍රික් අම්ලය, නමුත් සාන්ද්‍ර සල්ෆියුරික් අම්ලය සහ හයිඩ්‍රොෆ්ලෝරික් අම්ලය තුළ ද්‍රාව්‍ය වේ. හැෆ්නියම් සල්ෆේට් සහ හැෆ්නියම් ඔක්සික්ලෝරයිඩ් වැනි සංයෝගවල තාප වියෝජනය හෝ ජල විච්ඡේදනය මගින් නිපදවනු ලැබේ. ලෝහ හැෆ්නියම් සහ හැෆ්නියම් මිශ්ර ලෝහ නිෂ්පාදනය සඳහා අමුද්රව්ය. පරාවර්තක ද්රව්ය, ප්‍රති විකිරණශීලී ආලේපන සහ උත්ප්‍රේරක ලෙස භාවිතා වේ. [5] පරමාණුක ශක්ති මට්ටම HfO යනු පරමාණුක ශක්ති මට්ටම ZrO නිෂ්පාදනය කිරීමේදී එකවර ලබා ගන්නා නිෂ්පාදනයකි. ද්විතියික ක්ලෝරීනීකරණයේ සිට පිරිසිදු කිරීම, අඩු කිරීම සහ රික්ත ආසවනය කිරීමේ ක්‍රියාවලීන් සර්කෝනියම් වලට බොහෝ දුරට සමාන වේ.
හැෆ්නියම් ටෙට්රාක්ලෝරයිඩ්: Hafnium (IV) ක්ලෝරයිඩ්, Hafnium tetrachloride අණුක සූත්‍රය HfCl4 අණුක බර 320.30 චරිතය: සුදු ස්ඵටික බ්ලොක්. තෙතමනයට සංවේදී වේ. ඇසිටෝන් සහ මෙතනෝල් වල ද්‍රාව්‍ය වේ. හැෆ්නියම් ඔක්සික්ලෝරයිඩ් (HfOCl2) නිපදවීමට ජලයේ හයිඩ්‍රොලයිස් කරන්න. 250 ℃ දක්වා රත් කර වාෂ්ප කරන්න. ඇස්, ශ්වසන පද්ධතිය සහ සමට කෝපයක් ඇති කරයි.
හැෆ්නියම් හයිඩ්‍රොක්සයිඩ්: සාමාන්යයෙන් හයිඩ්‍රේටඩ් ඔක්සයිඩ් HfO2 · nH2O ලෙස පවතින හැෆ්නියම් හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් (H4HfO4), ජලයේ දිය නොවන, අකාබනික අම්ලවල පහසුවෙන් ද්‍රාව්‍ය වන, ඇමෝනියා වල දිය නොවන, සහ කලාතුරකින් සෝඩියම් හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් වල දිය වේ. හැෆ්නියම් හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් HfO (OH) ජනනය කිරීම සඳහා ℃ 100 දක්වා රත් කිරීම 2. ඇමෝනියා ජලය සමඟ හැෆ්නියම් (IV) ලවණ ප්‍රතික්‍රියා කිරීමෙන් සුදු හැෆ්නියම් හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් අවක්ෂේපය ලබා ගත හැක. එය වෙනත් හැෆ්නියම් සංයෝග නිෂ්පාදනය කිරීමට භාවිතා කළ හැක.
පර්යේෂණ ඉතිහාසය
සොයාගැනීම් ඉතිහාසය:
1923 දී, ස්වීඩන් රසායන විද්‍යාඥ හර්වි සහ ලන්දේසි භෞතික විද්‍යාඥ ඩී. කොස්ටර් විසින් නෝර්වේ සහ ග්‍රීන්ලන්තයේ නිෂ්පාදනය කරන ලද සර්කෝන් වල හැෆ්නියම් සොයා ගත් අතර, එය හැෆ්නියම් ලෙස නම් කරන ලද අතර එය කෝපන්හේගන්හි හෆ්නියා යන ලතින් නාමයෙන් ආරම්භ විය. 1925 දී හර්වි සහ කොස්ටර් විසින් පිරිසිදු හැෆ්නියම් ලවණ ලබා ගැනීම සඳහා ෆ්ලෝරිනීකෘත සංකීර්ණ ලවණ භාගික ස්ඵටිකීකරණ ක්රමය භාවිතා කරමින් සර්කෝනියම් සහ ටයිටේනියම් වෙන් කරන ලදී. පිරිසිදු ලෝහ හැෆ්නියම් ලබා ගැනීම සඳහා ලෝහමය සෝඩියම් සමඟ හැෆ්නියම් ලුණු අඩු කරන්න. හර්වි පිරිසිදු හැෆ්නියම් මිලිග්‍රෑම් කිහිපයක නියැදියක් සකස් කළේය.
සර්කෝනියම් සහ හැෆ්නියම් පිළිබඳ රසායනික අත්හදා බැලීම්:
1998 දී ටෙක්සාස් විශ්ව විද්‍යාලයේ මහාචාර්ය කාල් කොලින්ස් විසින් සිදු කරන ලද පරීක්ෂණයකදී, ගැමා ප්‍රකිරණය කරන ලද හැෆ්නියම් 178m2 (සමාවික හෆ්නියම්-178m2 [7]) මගින් අතිවිශාල ශක්තියක් මුදා හැරිය හැකි බව ප්‍රකාශ කරන ලදී. න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියා වලට වඩා විශාලත්වයේ ඇණවුම් තුනක් අඩුය. [8] Hf178m2 (hafnium 178m2) සමාන දිගුකාලීන සමස්ථානික අතර දීර්ඝතම ආයු කාලය ඇත: Hf178m2 (hafnium 178m2) වසර 31 ක අර්ධ ආයු කාලයක් ඇති අතර, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස බෙකරල්ස් ට්‍රිලියන 1.6ක පමණ ස්වභාවික විකිරණශීලීතාවයක් ඇතිවේ. කොලින්ස්ගේ වාර්තාව පවසන්නේ පිරිසිදු Hf178m2 (හැෆ්නියම් 178m2) ග්‍රෑම් එකක ආසන්න වශයෙන් මෙගාජූල් 1330ක් අඩංගු වන අතර එය TNT පුපුරණ ද්රව්ය කිලෝග්‍රෑම් 300ක් පිපිරවීමෙන් නිකුත් වන ශක්තියට සමාන වේ. මෙම ප්‍රතික්‍රියාවේ සියලුම ශක්තිය එක්ස් කිරණ හෝ ගැමා කිරණ ආකාරයෙන් මුදා හරින බවත්, එය අතිශය වේගවත් වේගයකින් ශක්තිය මුදා හරින බවත්, Hf178m2 (hafnium 178m2) තවමත් අතිශය අඩු සාන්ද්‍රණයකදී ප්‍රතික්‍රියා කළ හැකි බවත් කොලින්ස් වාර්තාව පෙන්වා දෙයි. [9] පෙන්ටගනය පර්යේෂණ සඳහා අරමුදල් වෙන් කර ඇත. අත්හදා බැලීමේ දී, සංඥා-ට-ශබ්ද අනුපාතය ඉතා අඩු විය (සැලකිය යුතු දෝෂ සහිත), සහ එතැන් සිට, එක්සත් ජනපද ආරක්ෂක දෙපාර්තමේන්තුවේ උසස් ව්‍යාපෘති පර්යේෂණ ඒජන්සිය (DARPA) සහ JASON ආරක්ෂක උපදේශක ඇතුළු විවිධ සංවිධානවල විද්‍යාඥයින් විසින් බහුවිධ අත්හදා බැලීම් නොතකා කණ්ඩායම [13], කොලින්ස් විසින් ප්‍රකාශ කරන ලද කොන්දේසි යටතේ මෙම ප්‍රතික්‍රියාව සාක්ෂාත් කර ගැනීමට කිසිදු විද්‍යාඥයෙකුට නොහැකි වී ඇති අතර, මෙම ප්‍රතික්‍රියාවේ පැවැත්ම සනාථ කිරීමට කොලින්ස් ප්‍රබල සාක්ෂි සපයා නැත. කොලින්ස් විසින් Hf178m2 (hafnium 178m2) [15] වෙතින් ශක්තිය මුදා හැරීම සඳහා ප්‍රේරිත ගැමා කිරණ විමෝචනය භාවිතා කිරීමේ ක්‍රමයක් යෝජනා කරන නමුත් අනෙකුත් විද්‍යාඥයන් මෙම ප්‍රතික්‍රියාව සාක්ෂාත් කරගත නොහැකි බව න්‍යායාත්මකව ඔප්පු කර ඇත. [16] Hf178m2 (hafnium 178m2) ශක්ති ප්‍රභවයක් නොවන බව ශාස්ත්‍රීය ප්‍රජාව තුළ පුළුල් ලෙස විශ්වාස කෙරේ.
යෙදුම් ක්ෂේත්‍රය:
තාපදීප්ත ලාම්පු වල සූත්‍රිකාවක් ලෙස භාවිතා කිරීම වැනි ඉලෙක්ට්‍රෝන විමෝචනය කිරීමේ හැකියාව හේතුවෙන් හැෆ්නියම් ඉතා ප්‍රයෝජනවත් වේ. X-ray නල සඳහා කැතෝඩය ලෙස භාවිතා කරන අතර, අධි වෝල්ටීයතා විසර්ජන නල සඳහා ඉලෙක්ට්රෝඩ ලෙස හැෆ්නියම් සහ ටංස්ටන් හෝ molybdenum මිශ්ර ලෝහ භාවිතා වේ. X-කිරණ සඳහා කැතෝඩ සහ ටංස්ටන් වයර් නිෂ්පාදන කර්මාන්තයේ බහුලව භාවිතා වේ. පිරිසිදු හැෆ්නියම් එහි ප්ලාස්ටික් බව, පහසු සැකසුම්, ඉහළ උෂ්ණත්ව ප්රතිරෝධය සහ විඛාදන ප්රතිරෝධය හේතුවෙන් පරමාණුක බලශක්ති කර්මාන්තයේ වැදගත් ද්රව්යයකි. Hafnium සතුව විශාල තාප නියුට්‍රෝන ග්‍රහණ හරස්කඩක් ඇති අතර එය පරමාණුක ප්‍රතික්‍රියාකාරක සඳහා පාලන දණ්ඩක් සහ ආරක්ෂිත උපාංගයක් ලෙස භාවිතා කළ හැකි කදිම නියුට්‍රෝන අවශෝෂකයකි. හැෆ්නියම් කුඩු රොකට් සඳහා ප්‍රචාලකයක් ලෙස භාවිතා කළ හැකිය. X-ray නල වල කැතෝඩය විදුලි කර්මාන්තයේ නිෂ්පාදනය කළ හැකිය. Hafnium මිශ්ර ලෝහය රොකට් තුණ්ඩ සහ ග්ලයිඩ් නැවත ඇතුල් වීමේ ගුවන් යානා සඳහා ඉදිරි ආරක්ෂක ස්ථරය ලෙස සේවය කළ හැකි අතර Hf Ta මිශ්ර ලෝහය මෙවලම් වානේ සහ ප්‍රතිරෝධක ද්රව්ය නිෂ්පාදනය සඳහා භාවිතා කළ හැකිය. ටංස්ටන්, මොලිබ්ඩිනම් සහ ටැන්ටලම් වැනි තාප ප්‍රතිරෝධී මිශ්ර ලෝහවල ආකලන මූලද්‍රව්‍යයක් ලෙස හැෆ්නියම් භාවිතා කරයි. HfC එහි අධික දෘඪතාව සහ ද්රවාංකය හේතුවෙන් දෘඪ මිශ්ර ලෝහ සඳහා ආකලන ලෙස භාවිතා කළ හැක. 4TaCHfC හි ද්රවාංකය ආසන්න වශයෙන් 4215 ℃ වන අතර, එය දන්නා ඉහළම ද්රවාංකය සහිත සංයෝගය බවට පත් කරයි. හැෆ්නියම් බොහෝ උද්ධමන පද්ධතිවල ලබා ගන්නෙකු ලෙස භාවිතා කළ හැක. Hafnium getters හට පද්ධතියේ පවතින ඔක්සිජන් සහ නයිට්‍රජන් වැනි අනවශ්‍ය වායු ඉවත් කළ හැක. අධි අවදානම් මෙහෙයුම් වලදී හයිඩ්රොලික් තෙල් වාෂ්පීකරණය වීම වැළැක්වීම සඳහා හයිඩ්රොලික් තෙල්වල ආකලන ද්‍රව්‍යයක් ලෙස හැෆ්නියම් බොහෝ විට භාවිතා කරන අතර ප්‍රබල වාෂ්පශීලී ගුණ ඇත. එමනිසා, එය සාමාන්යයෙන් කාර්මික හයිඩ්රොලික් තෙල්වල භාවිතා වේ. වෛද්ය හයිඩ්රොලික් තෙල්.
Hafnium මූලද්රව්යය නවතම Intel 45 නැනෝ ප්‍රොසෙසර වලද භාවිතා වේ. සිලිකන් ඩයොක්සයිඩ් (SiO2) නිෂ්පාදනය කිරීමේ හැකියාව සහ ට්රාන්සිස්ටර ක්‍රියාකාරිත්වය අඛණ්ඩව වැඩිදියුණු කිරීම සඳහා ඝනකම අඩු කිරීමට ඇති හැකියාව හේතුවෙන්, ප්‍රොසෙසර නිෂ්පාදකයින් ද්වාර පාර විද්‍යුත් ද්රව්ය ලෙස සිලිකන් ඩයොක්සයිඩ් භාවිතා කරයි. ඉන්ටෙල් නැනෝමීටර 65 නිෂ්පාදන ක්රියාවලිය හඳුන්වා දුන් විට, සිලිකන් ඩයොක්සයිඩ් ද්වාර ද්‍රව්‍යයේ ඝනකම පරමාණු ස්ථර 5කට සමාන නැනෝමීටර 1.2 දක්වා අඩු කිරීමට සෑම උත්සාහයක්ම ගෙන තිබුණද, ට්‍රාන්සිස්ටරය වන විට බලශක්ති පරිභෝජනය සහ තාපය විසුරුවා හැරීමේ දුෂ්කරතා ද වැඩි වේ. පරමාණුවක ප්‍රමාණය දක්වා අඩු කරන ලද අතර, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස වත්මන් අපද්‍රව්‍ය සහ අනවශ්‍ය තාප ශක්තිය ඇති විය. එබැවින්, ධාරා ද්රව්ය අඛණ්ඩව භාවිතා කරන්නේ නම් සහ ඝණකම තවදුරටත් අඩු වුවහොත්, ට්රාන්සිස්ටර තාක්ෂණය එහි සීමාවන්ට ගෙන ඒම, ද්වාර පාර විද්‍යුත් කාන්දු වීම සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි වනු ඇත. මෙම තීරණාත්මක ගැටළුව විසඳීම සඳහා, ඉන්ටෙල් විසින් සිලිකන් ඩයොක්සයිඩ් වෙනුවට ගේට් ඩයොක්සයිඩ් ලෙස ඝන ඉහළ K ද්රව්ය (හැෆ්නියම් පදනම් වූ ද්රව්ය) භාවිතා කිරීමට සැලසුම් කරයි, එමඟින් කාන්දු වීම 10 ගුණයකට වඩා සාර්ථකව අඩු කර ඇත. පෙර පරම්පරාවේ 65nm තාක්ෂණය හා සසඳන විට, Intel හි 45nm ක්රියාවලිය ට්රාන්සිස්ටර ඝනත්වය දෙගුණයකින් පමණ වැඩි කරයි, මුළු ට්රාන්සිස්ටර ගණන වැඩි කිරීමට හෝ ප්‍රොසෙසරයේ පරිමාව අඩු කිරීමට ඉඩ සලසයි. මීට අමතරව, ට්රාන්සිස්ටර මාරු කිරීම සඳහා අවශ්ය බලය අඩු වන අතර, බලශක්ති පරිභෝජනය 30% කින් පමණ අඩු වේ. අභ්‍යන්තර සම්බන්ධතා තඹ වයර් වලින් සාදා ඇත්තේ අඩු k පාර විද්‍යුත් සමඟ යුගලනය කර, කාර්යක්ෂමතාව සුමට ලෙස වැඩිදියුණු කිරීම සහ බලශක්ති පරිභෝජනය අඩු කිරීම සහ මාරු වීමේ වේගය 20% පමණ වේගවත් වේ.
ඛනිජ බෙදා හැරීම:
හැෆ්නියම් හි සාමාන්යයෙන් භාවිතා වන බිස්මට්, කැඩ්මියම් සහ රසදිය වැනි ලෝහවලට වඩා ඉහළ කබොල බහුලතාවයක් ඇති අතර අන්තර්ගතයෙන් බෙරිලියම්, ජර්මනියම් සහ යුරේනියම් වලට සමාන වේ. සර්කෝනියම් අඩංගු සියලුම ඛනිජ වල හැෆ්නියම් අඩංගු වේ. කර්මාන්තයේ භාවිතා කරන සර්කෝන් 0.5-2% හැෆ්නියම් අඩංගු වේ. ද්විතියික සර්කෝනියම් ලෝපස් වල ඇති බෙරිලියම් සර්කෝන් (ඇල්වයිට්) 15% දක්වා හැෆ්නියම් අඩංගු විය හැක. 5% කට වඩා වැඩි HfO අඩංගු පරිවෘත්තීය සර්කෝන්, සයිර්ටොලයිට් වර්ගයක් ද ඇත. අවසාන ඛනිජ දෙකේ සංචිත කුඩා වන අතර කර්මාන්තයේ තවමත් සම්මත කර නොමැත. හෆ්නියම් ප්රධාන වශයෙන් සර්කෝනියම් නිෂ්පාදනයේදී ප්‍රකෘතිමත් වේ.
එය බොහෝ සර්කෝනියම් ලෝපස් වල පවතී. [18] [19] මක්නිසාද යත්, කබොලෙහි අන්තර්ගතය ඉතා කුඩා බැවිනි. එය බොහෝ විට සර්කෝනියම් සමඟ සහජීවනයෙන් පවතින අතර වෙනම ලෝපස් නොමැත.
සකස් කිරීමේ ක්රමය:
1. එය හැෆ්නියම් ටෙට්රාක්ලෝරයිඩ් මැග්නීසියම් අඩු කිරීමෙන් හෝ හැෆ්නියම් අයඩයිඩ් තාප වියෝජනයෙන් සකස් කළ හැක. HfCl4 සහ K2HfF6 ද අමුද්රව්ය ලෙස භාවිතා කළ හැක. NaCl KCl HfCl4 හෝ K2HfF6 දියවීමේදී විද්‍යුත් විච්ඡේදක නිෂ්පාදන ක්රියාවලිය සර්කෝනියම් විද්‍යුත් විච්ඡේදක නිෂ්පාදනයට සමාන වේ.
2. හෆ්නියම් සර්කෝනියම් සමඟ සහජීවනයෙන් පවතින අතර හැෆ්නියම් සඳහා වෙනම අමුද්‍රව්‍යයක් නොමැත. හැෆ්නියම් නිෂ්පාදනය සඳහා අමුද්රව්ය වන්නේ සර්කෝනියම් නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලියේදී වෙන් කරන ලද බොරතෙල් හැෆ්නියම් ඔක්සයිඩ් ය. අයන හුවමාරු දුම්මල භාවිතයෙන් හැෆ්නියම් ඔක්සයිඩ් නිස්සාරණය කරන්න, ඉන්පසු මෙම හැෆ්නියම් ඔක්සයිඩ් වලින් ලෝහ හැෆ්නියම් සකස් කිරීමට සර්කෝනියම් ක්‍රමයම භාවිතා කරන්න.
3. අඩු කිරීම හරහා සෝඩියම් සමඟ hafnium tetrachloride (HfCl4) සම රත් කිරීමෙන් එය සකස් කළ හැක.
සර්කෝනියම් සහ හැෆ්නියම් වෙන් කිරීම සඳහා වූ පැරණිතම ක්‍රම වූයේ ෆ්ලෝරිනීකෘත සංකීර්ණ ලවණවල භාගික ස්ඵටිකීකරණය සහ පොස්පේට් භාගික වර්ෂාපතනයයි. මෙම ක්‍රම ක්‍රියාත්මක කිරීමට අපහසු වන අතර රසායනාගාර භාවිතයට සීමා වේ. සර්කෝනියම් සහ හැෆ්නියම් වෙන් කිරීම සඳහා වන භාග ආසවනය, ද්‍රාවක නිස්සාරණය, අයන හුවමාරුව සහ භාගික අවශෝෂණය වැනි නව තාක්ෂණයන් එකින් එක මතු වී ඇති අතර ද්‍රාවක නිස්සාරණය වඩාත් ප්‍රායෝගික වේ. බහුලව භාවිතා වන වෙන් කිරීමේ පද්ධති දෙක වන්නේ තයෝසයනට් සයික්ලොහෙක්සැනෝන් පද්ධතිය සහ ට්‍රිබියුටයිල් පොස්පේට් නයිට්‍රික් අම්ල පද්ධතියයි. ඉහත ක්‍රම මගින් ලබා ගන්නා නිෂ්පාදන සියල්ලම හැෆ්නියම් හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් වන අතර පිරිසිදු හැෆ්නියම් ඔක්සයිඩ් කැල්සිනේෂන් මගින් ලබා ගත හැක. අයන හුවමාරු ක්රමය මගින් ඉහළ සංශුද්ධතාවයකින් යුත් හැෆ්නියම් ලබා ගත හැක.
කර්මාන්තයේ දී, ලෝහ හැෆ්නියම් නිෂ්පාදනය බොහෝ විට Kroll ක්රියාවලිය සහ Debor Aker ක්රියාවලිය යන දෙකම ඇතුළත් වේ. ක්‍රෝල් ක්‍රියාවලියට ලෝහමය මැග්නීසියම් භාවිතයෙන් හැෆ්නියම් ටෙට්රාක්ලෝරයිඩ් අඩු කිරීම ඇතුළත් වේ:
2Mg+HfCl4- → 2MgCl2+Hf
Debor Aker ක්රමය, අයඩීකරණ ක්රමය ලෙසද හැඳින්වේ, හැෆ්නියම් වැනි ස්පොන්ජිය පිරිසිදු කිරීමට සහ මැලිය හැකි ලෝහ හැෆ්නියම් ලබා ගැනීමට භාවිතා කරයි.
5. හැෆ්නියම් උණු කිරීම මූලික වශයෙන් සර්කෝනියම් වලට සමාන වේ:
පළමු පියවර වන්නේ ලෝපස් දිරාපත් වීමයි, එයට ක්‍රම තුනක් ඇතුළත් වේ: (Zr, Hf) Cl ලබා ගැනීම සඳහා සර්කෝන් ක්ලෝරීන කිරීම. සර්කෝන් ක්ෂාර දියවීම. සර්කෝන් NaOH සමඟ 600 ට පමණ දිය වන අතර (Zr, Hf) O වලින් 90% කට වඩා Na (Zr, Hf) O බවට පරිවර්තනය වේ, SiO සමඟ NaSiO බවට පරිවර්තනය වේ, එය ඉවත් කිරීම සඳහා ජලයේ දිය වේ. Na (Zr, Hf) O HNO හි විසුරුවා හැරීමෙන් පසු සර්කෝනියම් සහ හැෆ්නියම් වෙන් කිරීම සඳහා මුල් විසඳුම ලෙස භාවිතා කළ හැක. කෙසේ වෙතත්, SiO කොලොයිඩ් තිබීම ද්‍රාවක නිස්සාරණය වෙන් කිරීම දුෂ්කර කරයි. K (Zr, Hf) F ද්රාවණය ලබා ගැනීම සඳහා KSiF සමඟ සින්ටර් කර ජලයේ පොඟවා ගන්න. ද්රාවණය භාගික ස්ඵටිකීකරණය හරහා සර්කෝනියම් සහ හැෆ්නියම් වෙන් කළ හැක;
දෙවන පියවර වන්නේ හයිඩ්‍රොක්ලෝරික් අම්ලය MIBK (methyl isobutyl ketone) පද්ධතිය සහ HNO-TBP (tributyl phosphate) පද්ධතිය භාවිතයෙන් ද්‍රාවක නිස්සාරණ වෙන් කිරීමේ ක්‍රම භාවිතයෙන් සර්කෝනියම් සහ හැෆ්නියම් වෙන් කිරීමයි. HfCl සහ ZrCl අතර වාෂ්ප පීඩනයේ වෙනස භාවිතා කරමින් බහු-අදියර ඛණ්ඩනය කිරීමේ තාක්ෂණය අධි පීඩනය (වායුගෝල 20 ට වැඩි) යටතේ දියවන අතර, ද්විතියික ක්ලෝරීනීකරණ ක්රියාවලිය සුරැකීමට සහ පිරිවැය අඩු කිරීමට හැකි වේ. කෙසේ වෙතත්, (Zr, Hf) Cl සහ HCl හි විඛාදන ගැටළුව හේතුවෙන්, සුදුසු භාගික තීරු ද්රව්ය සොයා ගැනීම පහසු නොවන අතර, එය ZrCl සහ HfCl වල ගුණාත්මක භාවය අඩු කරයි, පිරිසිදු කිරීමේ පිරිවැය වැඩි කරයි. 1970 ගණන් වලදී, එය තවමත් අතරමැදි ශාක පරීක්ෂණ මට්ටමේ පැවතුනි;
තුන්වන පියවර වන්නේ අඩු කිරීම සඳහා බොරතෙල් HfCl ලබා ගැනීම සඳහා HfO හි ද්විතියික ක්ලෝරීනකරණයයි;
සිව්වන පියවර වන්නේ HfCl පිරිසිදු කිරීම සහ මැග්නීසියම් අඩු කිරීමයි. මෙම ක්රියාවලිය ZrCl පිරිසිදු කිරීම හා අඩු කිරීම හා සමාන වන අතර, ප්රතිඵලයක් වශයෙන් අර්ධ නිමි භාණ්ඩය රළු ස්පොන්ජ් හැෆ්නියම් වේ;
පස්වන පියවර වන්නේ MgCl ඉවත් කිරීම සඳහා බොර ස්පොන්ජ් හැෆ්නියම් රික්තක ආසවනය කිරීම සහ අතිරික්ත ලෝහ මැග්නීසියම් ප්‍රතිසාධනය කිරීම, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස ස්පොන්ජ් ලෝහ හැෆ්නියම් නිමි භාණ්ඩයක් ලබා ගැනීමයි. අඩු කරන කාරකය මැග්නීසියම් වෙනුවට සෝඩියම් භාවිතා කරන්නේ නම්, පස්වන පියවර ජලය ගිල්වීමට වෙනස් කළ යුතුය.
ගබඩා කිරීමේ ක්රමය:
සිසිල් සහ වාතාශ්රය ඇති ගබඩාවක ගබඩා කරන්න. ගිනි පුපුරු සහ තාප ප්රභවයන්ගෙන් ඈත් වන්න. එය ඔක්සිකාරක, අම්ල, හැලජන් ආදියෙන් වෙන වෙනම ගබඩා කළ යුතු අතර, ගබඩා මිශ්ර කිරීමෙන් වළකින්න. පිපිරීම්-ප්‍රතිරෝධී ආලෝකකරණ සහ වාතාශ්රය පහසුකම් භාවිතා කිරීම. ගිනි පුපුරට ගොදුරු වන යාන්ත්‍රික උපකරණ සහ මෙවලම් භාවිතය තහනම් කරන්න. ගබඩා ප්රදේශය කාන්දු වීම සඳහා සුදුසු ද්රව්ය වලින් සමන්විත විය යුතුය.
පසු කාලය: සැප්-25-2023