Hafnium, uamea Hf, atomic numera 72, atomic mamafa 178.49, o se uʻamea suiga lanu efuefu siliva iila.
O le Hafnium e ono fa'amautu fa'amautu: hafnium 174, 176, 177, 178, 179, ma le 180. Hafnium e le tali fa'atasi ma le fa'afefeteina o le hydrochloric acid, fa'afefeteina sulfuric acid, ma vaifofo malosi, ae solu i le hydrofluoric acid ma le vai regia. O le igoa elemene e sau mai le igoa Latina o Copenhagen City.
I le 1925, na maua ai e le fomaʻi Suetena o Hervey ma le fomaʻi Holani Koster le masima hafnium mama e ala i le faʻavasegaina o faʻamaʻi faʻamaʻi o masima lavelave fluorinated, ma faʻaititia i le sodium metallic e maua ai le hafnium uʻamea mama. O le Hafnium e aofia ai le 0.00045% o le paʻu o le lalolagi ma e masani ona fesoʻotaʻi ma le zirconium i le natura.
Igoa oloa: hafnium
Fa'ailoga elemene: Hf
Atomic mamafa: 178.49
Ituaiga elemene: elemene uʻamea
Meatotino faaletino:
Hafniumo se u'amea efuefu siliva ma se iila u'amea; E lua ituaiga eseese o le hafnium u'amea: α Hafnium ose hexagonal fa'apipi'i va'aiga fa'apipi'i (1750 ℃) ma le maualuga suiga vevela nai lo le zirconium. O le hafnium u'amea o lo'o i ai fesuiaiga alotrope i le maualuga o le vevela. O le hafnium u'amea o lo'o i ai le maualuga o le neutron absorption cross-section ma e mafai ona fa'aaogaina e fai ma mea e fa'atonuina mo reactors.
E lua ituaiga o fausaga tioata: fa'apipi'i mafiafia hexagonal i le vevela i lalo ifo o le 1300 ℃（ α- Equation); I le vevela i luga aʻe o le 1300 ℃, o le tino e totonugalemu kupita ( β- Equation). O se u'amea ma palasitika e fa'ama'a'a ma fa'apalapala pe a iai ni mea leaga. Stable i le ea, na'o le pogisa i luga o le fogaeleele pe a mu. E mafai ona mu filament i le mumu o se afitusi. Meatotino tutusa ma le zirconium. E le fa'afeagai ma le vai, fa'afefe vai, po'o ni fa'avae malosi, ae e faigofie ona solu i le vai regia ma le hydrofluoric acid. E masani lava i mea faʻapipiʻi ma le +4 valence. Hafnium alloy (Ta4HfC5) ua iloa e i ai le pito sili ona liusuavai (tusa ma le 4215 ℃).
Fauga tioata: O le sela tioata e hexagonal
Numera CAS: 7440-58-6
Liu liusuavai: 2227 ℃
Mea fa'apuna: 4602 ℃
mea tau vaila'au:
O mea tau vailaʻau o le hafnium e talitutusa lava ma le zirconium, ma e lelei le faʻafefeteina ma e le faigofie ona pala i vaifofo aqueous alkali acid; Faigofie solu i le hydrofluoric acid e fau ai fa'alavelave fa'afefe. I le maualuga o le vevela, e mafai foi e le hafnium ona tuʻufaʻatasia saʻo ma kasa e pei o le okesene ma le nitrogen e fausia ai oxides ma nitrides.
O le Hafnium e masani ona iai le +4 valence i mea faʻapipiʻi. O le tuufaatasiga autu o lehafnium oxideHfO2. E tolu ituaiga eseese o le hafnium oxide:hafnium oxidemaua e ala i le faʻaauau calcination o hafnium sulfate ma chloride oxide o se monoclinic fesuiaiga; O le hafnium oxide e maua e ala i le fa'avevelaina o le hydroxide o le hafnium i le tusa ma le 400 ℃ o se fesuiaiga tetragonal; Afai e calcined i luga ole 1000 ℃, e mafai ona maua se suiga kupita. O le isi tuufaatasiga o lehafnium tetrachloride, o le mea mataʻutia mo le sauniaina o le hafnium uʻamea ma e mafai ona saunia e ala i le taliina o le kasa chlorine i luga o se faʻafefiloi o le hafnium oxide ma le carbon. O le Hafnium tetrachloride e fa'afeso'ota'i ma le vai ma fa'ato'ato'a fa'asuavai i totonu ole HfO (4H2O) 2+ mautu. O ion HfO2+ o lo'o iai i le tele o fa'aputuga o le hafnium, ma e mafai ona fa'a tioata fa'aa'ai o le nila fa'afefeteina o le hafnium oxychloride HfOCl2 · 8H2O tioata i le vaifofo o le hafnium tetrachloride fa'asa'o fa'asa'o.
O le 4-valent hafnium e faigofie foʻi ona fai faʻalavelave faʻatasi ma fluoride, e aofia ai K2HfF6, K3HfF7, (NH4) 2HfF6, ma (NH4) 3HfF7. O nei faʻalavelave na faʻaaogaina mo le vavaeeseina o le zirconium ma le hafnium.
Fa'apotopotoga masani:
Hafnium dioxide: igoa Hafnium dioxide; Hafnium dioxide; Fuafuaga mole: HfO2 [4]; Meatotino: Paʻepaʻe paʻepaʻe ma fausaga tioata e tolu: monoclinic, tetragonal, ma le kupita. Ole densities ole 10.3, 10.1, ma le 10.43g/cm3. Liu liusuavai 2780-2920K. Fa'asao 5400K. Fa'ateleina fa'amama vevela 5.8 × 10-6/℃. E le mafai ona solu i le vai, hydrochloric acid, ma le nitric acid, ae soluble i le concentrated sulfuric acid ma le hydrofluoric acid. Fa'atupuina e ala i le fa'aleagaina o le vevela po'o le fa'amamāina o mea fa'afefiloi e pei o le hafnium sulfate ma le hafnium oxychloride. Mea mata mo le gaosiga o u'amea hafnium ma hafnium alloys. Fa'aaogaina e fai ma mea e fa'a'au'au ai, fa'alavalava fa'avevela, ma fa'amalosi. [5] Ole maualuga ole malosi ole Atomic HfO ose oloa e maua i le taimi e tasi pe a gaosia le maualuga ole malosi ole atomic ZrO. Amata mai le chlorination lona lua, o le faagasologa o le faamamaina, faʻaitiitia, ma le faʻamama faʻamama e toetoe lava tutusa ma le zirconium.
Hafnium tetrachloride: Hafnium (IV) chloride, Hafnium tetrachloride Molecular formula HfCl4 Molecular mamafa 320.30 Uiga: Poloka tioata paepae. Ma'ale'ale ile susu. Solu i le acetone ma le methanol. Fa'asusu ile vai e maua ai le hafnium oxychloride (HfOCl2). Fa'avela i le 250 ℃ ma fa'asa. Fa'aitaita'i i mata, faiga manava, ma le pa'u.
Hafnium hydroxide: Hafnium hydroxide (H4HfO4), e masani ona i ai o se oxide hydrated HfO2 · nH2O, e le mafai ona solu i le vai, faigofie ona solu i acids inorganic, e le mafai ona solu i ammonia, ma e seasea soluble i le sodium hydroxide. Avela i le 100 ℃ e maua ai le hafnium hydroxide HfO (OH) 2. E mafai ona maua le pa'epa'e hafnium hydroxide e ala i le fa'afefeina o le hafnium (IV) masima ma le vai ammonia. E mafai ona faʻaaogaina e gaosia ai isi mea faʻapipiʻi hafnium.
Tala'aga su'esu'e
Tala'aga o Su'esu'ega:
I le 1923, na maua ai e le fomaʻi Suetena o Hervey ma le fomaʻi Dutch o D. Koster le hafnium i le zircon na gaosia i Nouei ma Greenland, ma faaigoa o le hafnium, lea na afua mai i le igoa Latina Hafnia o Copenhagen. I le 1925, na vavaeese ai e Hervey ma Coster le zirconium ma le titanium e faʻaaoga ai le auala o le faʻavasegaina o vaega faʻamaʻi o masima lavelave fluorinated e maua ai masima hafnium mama; Ma faʻaitiitia le masima hafnium ma le sodium metallic e maua ai le hafnium uʻamea mama. Na saunia e Hervey se faʻataʻitaʻiga o le tele o milligrams o le hafnium mama.
Faʻataʻitaʻiga vailaʻau ile zirconium ma le hafnium:
I se suʻesuʻega na faia e Polofesa Carl Collins i le Iunivesite o Texas i le 1998, na taʻua ai o le gamma irradiated hafnium 178m2 (le isomer hafnium-178m2 [7]) e mafai ona faʻasaʻolotoina le malosi tele, lea e lima faʻatonuga o le maualuga e maualuga atu nai lo gaioiga faʻamaʻi ae tolu poloaiga o le maualuga e maualalo ifo nai lo gaioiga faaniukilia. [8] O le Hf178m2 (hafnium 178m2) e sili ona umi le ola i totonu o isi isotopes umi-ola tutusa: Hf178m2 (hafnium 178m2) e 31 tausaga le afa o le ola, e mafua ai le leitio faanatura e tusa ma le 1.6 trillion Becquerels. Fai mai le lipoti a Collins o le tasi kalama o le Hf178m2 mama (hafnium 178m2) o loʻo iai pe tusa ma le 1330 megajoules, lea e tutusa ma le malosi na tuʻuina mai i le pa o le 300 kilokalama o TNT mea pāpā. O le lipoti a Collins o loʻo faʻaalia ai o le malosi uma i lenei tali e tuʻuina atu i le tulaga o X-ray poʻo gamma ave, lea e faʻasaʻo ai le malosi i se saoasaoa vave, ma Hf178m2 (hafnium 178m2) e mafai lava ona tali atu i faʻamaʻi maualalo. [9] Ua tuʻufaʻatasia e le Pentagon tupe mo suʻesuʻega. I le faʻataʻitaʻiga, o le faʻasologa o le faailo-i-piso e matua maualalo lava (faʻatasi ai ma mea sese tele), ma talu mai lena taimi, e ui lava i le tele o suʻesuʻega a saienitisi mai le tele o faʻalapotopotoga e aofia ai le United States Department of Defense Advanced Projects Research Agency (DARPA) ma le JASON Defense Advisory. Vaega [13], e leai se saienitisi na mafai ona ausia lenei tali i lalo o tuutuuga na fai mai ai Collins, ma e leʻi tuʻuina atu e Collins ni faʻamaoniga malosi e faʻamaonia ai le i ai o lenei tali, na tuʻuina atu e Collins se auala e faʻaaoga ai. fa'aoso gamma ave e fa'asa'oloto ai le malosi mai le Hf178m2 (hafnium 178m2) [15], peita'i ua fa'amaonia mai e isi saienitisi e le mafai ona ausia lea tali. [16] Hf178m2 (hafnium 178m2) e talitonu lautele i le aʻoga e le o se puna o le malosi.
Talosaga fanua:
O le Hafnium e aoga tele ona o lona gafatia e faʻaulu ai eletise, e pei o le faʻaaogaina o se filament i moli moli. Fa'aaogaina e pei o le cathode mo X-ray tubes, ma alloys o le hafnium ma tungsten po o le molybdenum o loʻo faʻaaogaina e fai ma eletise mo paipa lafoaʻi maualuga. E masani ona faʻaaogaina i le cathode ma le tungsten uaea gaosiga alamanuia mo X-ave. Hafnium mama o se mea taua i le alamanuia malosi atomic ona o lona palasitisi, faagaioiina faigofie, maualuga vevela tetee, ma corrosion tetee. O le Hafnium o loʻo i ai se vaega tele o le puʻeina o le neutron vevela ma o se faʻaoga lelei o le neutron, lea e mafai ona faʻaaogaina e avea o se tootoo faʻatonutonu ma masini puipuia mo reactors atomic. E mafai ona fa'aogaina le pa'u o le Hafnium e fai ma mea fa'aola mo roketi. O le cathode o X-ray tubes e mafai ona gaosia i le eletise eletise. Hafnium alloy e mafai ona avea o se vaega puipui i luma mo roketi nozzles ma glide toe ulufale vaalele, ae o le Hf Ta alloy e mafai ona faaaoga e gaosia meafaigaluega uamea ma mea tetee. O le Hafnium o loʻo faʻaaogaina e avea o se elemene faʻaopoopo i mea faʻafefe vevela, e pei o le tungsten, molybdenum, ma le tantalum. E mafai ona fa'aogaina le HfC e fai ma mea fa'aopoopo mo u'amea malo ona o le maualuga o le ma'a'a ma le liusuavai. O le mea fa'afefeteina o le 4TaCHfC e tusa ma le 4215 ℃, ma avea ai ma fa'aputuga e sili ona maualuga le iloa. O le Hafnium e mafai ona faʻaaogaina e fai ma faʻatau i le tele o faiga faʻaletupe. Hafnium getters e mafai ona aveese kasa le talafeagai e pei o le okesene ma le nitrogen o loʻo i totonu o le tino. O le Hafnium e masani ona faʻaaogaina e fai ma faʻaopoopoga i le suauʻu eletise e puipuia ai le faʻafefe o le suauʻu eletise i taimi o gaioiga maualuga, ma o loʻo i ai le malosi o le anti volatility properties. O le mea lea, e masani ona faʻaaogaina i le suauʻu hydraulic alamanuia. Suau'u suau'u fa'afoma'i.
O le elemene Hafnium o loʻo faʻaaogaina foi i le Intel 45 nanoprocessors lata mai. Ona o le gaosiga o le silicon dioxide (SiO2) ma lona gafatia e faʻaitiitia ai le mafiafia e faʻaauau ai le faʻaleleia atili o le transistor, o loʻo faʻaaogaina e le au gaosi oloa le silicon dioxide e fai ma mea mo le dielectrics gate. Ina ua faʻalauiloaina e Intel le gaosiga o le 65 nanometer, e ui lava na ia faia taumafaiga uma e faʻaitiitia le mafiafia o le silicon dioxide gate dielectric i le 1.2 nanometers, e tutusa ma le 5 layers o atoms, o le faigata o le faʻaaogaina o le eletise ma le faʻafefe o le vevela o le a faʻateleina foi pe a oʻo i le transistor. na fa'aitiitiina i le lapo'a o se atoma, ma i'u ai i otaota i le taimi nei ma le malosi o le vevela e le mana'omia. O le mea lea, afai o loʻo faʻaauau pea le faʻaaogaina o mea o loʻo i ai nei ma faʻaititia atili le mafiafia, o le leakage o le dielectric o le faitotoa o le a matua faateleina, Tuuina i lalo tekinolosi transistor i ona tapulaʻa. Ina ia foia lenei mataupu ogaoga, o loʻo fuafua Intel e faʻaoga mea mafiafia K maualuga (mea faʻavae hafnium) e avea ma dielectrics faitotoa nai lo le silicon dioxide, lea ua faʻaitiitia lelei le leakage e sili atu i le 10 taimi. Pe a faatusatusa i le augatupulaga muamua o le 65nm tekinolosi, o le Intel's 45nm process e faateleina ai le tele o le transistor e toetoe lava faalua, e mafai ai ona faateleina le aofaʻi o transistors poʻo se faʻaitiitiga o le tele o le gaosiga. E le gata i lea, o le mana e manaʻomia mo le fesuiaiga o le transistor e maualalo, faʻaitiitia le faʻaaogaina o le eletise e toetoe lava 30%. O fesoʻotaʻiga i totonu o loʻo faia i le uaea apamemea faʻapipiʻiina ma le maualalo k dielectric, faʻaleleia lelei le lelei ma faʻaitiitia le faʻaaogaina o le eletise, ma le saoasaoa o le fesuiaiga e tusa ma le 20% vave.
Tufatufaina o minerale:
O le Hafnium e sili atu le tele o le paʻu nai lo metala masani e pei o le bismuth, cadmium, ma le mercury, ma e tutusa i totonu o le beryllium, germanium, ma le uranium. O minerale uma e iai le zirconium e iai le hafnium. Zircon faʻaaogaina i alamanuia e aofia ai le 0.5-2% hafnium. O le beryllium zircon (Alvite) i le lua zirconium ore e mafai ona aofia ai le 15% hafnium. O loʻo i ai foi se ituaiga o metamorphic zircon, cyrtolite, lea e aofia ai le 5% HfO. O fa'aagaaga o minerale mulimuli e lua e la'ititi ma e le'i fa'aaogaina i alamanuia. O le Hafnium e masani lava ona toe maua i le taimi o le gaosiga o le zirconium.
E i ai i le tele o zirconium ores. [18] [19] Aua e itiiti lava mea e maua i totonu o le pa'u. E masani ona ola faʻatasi ma le zirconium ma e leai se 'oa eseese.
Sauniuniga auala:
1. E mafai ona saunia e ala i le faʻaitiitia o le magnesium o le hafnium tetrachloride poʻo le faʻaleagaina o le hafnium iodide. HfCl4 ma K2HfF6 e mafai foi ona faʻaaogaina e fai ma mea mata. O le faagasologa o le gaosiga o le eletise i le NaCl KCl HfCl4 poʻo le K2HfF6 faʻafefete e tutusa ma le gaosiga o le eletise o le zirconium.
2. O le Hafnium e ola faʻatasi ma le zirconium, ma e leai se mea faʻapitoa mo le hafnium. O mea mataʻutia mo le gaosiga o le hafnium o le hafnium oxide e faʻamavaeina i le faagasologa o le gaosiga o le zirconium. Aveese le hafnium oxide e faʻaaoga ai le resin exchange ion, ona faʻaaoga lea o le auala tutusa e pei o le zirconium e saunia ai le hafnium uʻamea mai lenei hafnium oxide.
3. E mafai ona saunia e ala i le fa'avevelaina o le hafnium tetrachloride (HfCl4) ma le sodium e ala i le fa'aitiitia.
O auala muamua lava mo le tu'ueseeseina o le zirconium ma le hafnium o le fa'ata'otoga fa'atosina o masima lavelave fa'afluorina ma fa'asusu fa'asusu o phosphates. O nei metotia e faigata ona faʻaogaina ma faʻatapulaʻa i le faʻaogaina o fale suʻesuʻe. O tekonolosi fou mo le vavaeeseina o le zirconium ma le hafnium, e pei o le faʻamamaina o le vaevaega, faʻapipiʻiina o solvent, fesuiaiga o ion, ma le adsorption fractionation, ua aliaʻe mai le tasi ma le isi, faʻatasi ai ma le faʻaaogaina o solvent e sili atu ona aoga. O faiga e lua e masani ona fa'aaogaina o le thiocyanate cyclohexanone system ma le tributyl phosphate nitric acid system. O oloa e maua mai i auala o loʻo i luga o le hafnium hydroxide uma, ma o le hafnium oxide mama e mafai ona maua e ala i le faʻavasegaina. O le hafnium mama maualuga e mafai ona maua e ala i le faʻaogaina o le ion exchange method.
I totonu o pisinisi, o le gaosiga o le hafnium uamea e masani ona aofia uma ai le Kroll process ma le Debor Aker process. O le faagasologa Kroll e aofia ai le faʻaitiitia o le hafnium tetrachloride e faʻaaoga ai le magnesium metallic:
2Mg+HfCl4- → 2MgCl2+Hf
O le auala Debor Aker, e lauiloa foi o le iodization method, e faʻaaogaina e faʻamamā ai le omomi e pei o le hafnium ma maua ai le hafnium uamea malleable.
5. O le fa'afefeteina o le hafnium e tutusa lava ma le zirconium:
O le laasaga muamua o le faʻaleagaina o le oa, lea e aofia ai auala e tolu: chlorination o le zircon e maua ai (Zr, Hf) Cl. Alkali liusuavai o le zircon. Zircon liusuavai ma NaOH i le tusa ma le 600, ma sili atu i le 90% o (Zr, Hf) O liua i le Na (Zr, Hf) O, faatasi ai ma SiO liua i le NaSiO, lea ua solo i le vai mo le aveesea. Na (Zr, Hf) O e mafai ona faʻaaogaina e fai ma vaifofo muamua mo le vavaeeseina o le zirconium ma le hafnium pe a uma ona faʻamavaeina i le HNO. Ae ui i lea, o le i ai o SiO colloids e faigata ai le vavaeeseina o le solvent. Fa'asusu ile KSiF ma fa'asusu ile vai e maua ai le vaifofo K (Zr, Hf) F. O le fofo e mafai ona vavaeeseina le zirconium ma le hafnium e ala i le faʻavasegaina o vaega;
O le laasaga lona lua o le vavaeeseina o le zirconium ma le hafnium, lea e mafai ona ausia e ala i le faʻaaogaina o auala vavae ese e faʻaaogaina ai le hydrochloric acid MIBK (methyl isobutyl ketone) ma le HNO-TBP (tributyl phosphate). O le tekonolosi o le faʻavasegaina o vaega e tele e faʻaaoga ai le eseesega i le va o le va o le HfCl ma le ZrCl ua liusuavai i lalo o le maualuga o le mamafa (i luga aʻe o le 20 atemosifia) ua leva ona suʻesuʻeina, lea e mafai ona faʻasaoina ai le faʻaogaina o le chlorination lona lua ma faʻaitiitia ai tau. Ae ui i lea, ona o le faʻafitauli o le aʻa o (Zr, Hf) Cl ma HCl, e le faigofie ona maua mea talafeagai koluma vaega vaega, ma o le a faʻaititia ai foi le lelei o le ZrCl ma HfCl, faʻateleina tau faʻamamaina. I le vaitau o le 1970, sa i ai pea i le tulaga o le su'ega o laau toto;
O le laasaga lona tolu o le chlorination lona lua o le HfO e maua ai le HfCl mama mo le faʻaitiitia;
O le laasaga lona fa o le faʻamamaina o le HfCl ma le faʻaitiitia o le magnesium. O lenei faiga e tutusa ma le faʻamamaina ma le faʻaitiitia o le ZrCl, ma o le mea e maua mai i le afa-uma o le omomi hafnium;
O le la'asaga lona lima o le fa'amama fa'amama fa'amama le omomi mamago hafnium e aveese ai le MgCl ma toe fa'afo'i mai le sili atu o le magnesium u'amea, ma maua ai se oloa mae'a o le omomi u'amea hafnium. Afai e faʻaaogaina e le sui faʻaitiitiga le sodium nai lo le magnesium, o le laasaga lona lima e tatau ona suia i le faatofuina i le vai
Auala e teu ai:
Teu i totonu o se faleteuoloa malulu ma ea. Taofi ese mai aloiafi ma puna vevela. E tatau ona teuina ese mai oxidants, acids, halogens, ma isi, ma aloese mai le faʻafefiloi o le teuina. Fa'aaogaina o moli ma mea e fa'afefe ai le pa. Fa'asa le fa'aogaina o mea fa'ainisinia ma mea faigaluega e fa'afefete i aloiafi. O le nofoaga e teu ai e tatau ona faʻapipiʻiina i mea talafeagai e aofia ai le tafe.
Taimi meli: Sep-25-2023