உறுப்பு 72: ஹாஃப்னியம்

ஹாஃப்னியம், உலோகம் Hf, அணு எண் 72, அணு எடை 178.49, ஒரு பளபளப்பான வெள்ளி சாம்பல் மாற்ற உலோகமாகும்.

ஹாஃப்னியம் ஆறு இயற்கையாகவே நிலையான ஐசோடோப்புகளைக் கொண்டுள்ளது: ஹாஃப்னியம் 174, 176, 177, 178, 179, மற்றும் 180. ஹஃப்னியம் நீர்த்த ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம், நீர்த்த கந்தக அமிலம் மற்றும் வலுவான காரக் கரைசல்களுடன் வினைபுரிவதில்லை, ஆனால் ஹைட்ரோபுளோரிக் அமிலம் மற்றும் ஹைட்ரோபுளோரிக் அமிலத்தில் கரையக்கூடியது. உறுப்பு பெயர் கோபன்ஹேகன் நகரத்தின் லத்தீன் பெயரிலிருந்து வந்தது.

1925 ஆம் ஆண்டில், ஸ்வீடிஷ் வேதியியலாளர் ஹெர்வி மற்றும் டச்சு இயற்பியலாளர் கோஸ்டர் ஆகியோர் ஃவுளூரின் கலந்த சிக்கலான உப்புகளின் பகுதியளவு படிகமயமாக்கல் மூலம் தூய ஹாஃப்னியம் உப்பைப் பெற்றனர், மேலும் தூய உலோக ஹாஃப்னியத்தைப் பெற உலோக சோடியத்துடன் அதைக் குறைத்தனர். ஹஃப்னியம் பூமியின் மேலோட்டத்தில் 0.00045% கொண்டுள்ளது மற்றும் பெரும்பாலும் இயற்கையில் சிர்கோனியத்துடன் தொடர்புடையது.

தயாரிப்பு பெயர்: ஹாஃப்னியம்

உறுப்பு சின்னம்: Hf

அணு எடை: 178.49

உறுப்பு வகை: உலோக உறுப்பு

இயற்பியல் பண்புகள்:

ஹாஃப்னியம்உலோக பளபளப்புடன் கூடிய வெள்ளி சாம்பல் உலோகம்; உலோக ஹாஃப்னியத்தில் இரண்டு வகைகள் உள்ளன: α ஹாஃப்னியம் என்பது சிர்கோனியத்தை விட அதிக உருமாற்ற வெப்பநிலையுடன் கூடிய ஒரு அறுகோண நெருக்கமாக நிரம்பிய மாறுபாடு (1750 ℃) ஆகும். உலோக ஹாஃப்னியம் அதிக வெப்பநிலையில் அலோட்ரோப் மாறுபாடுகளைக் கொண்டுள்ளது. உலோக ஹாஃப்னியம் அதிக நியூட்ரான் உறிஞ்சுதல் குறுக்குவெட்டைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் உலைகளுக்கான கட்டுப்பாட்டுப் பொருளாகப் பயன்படுத்தலாம்.

இரண்டு வகையான படிக கட்டமைப்புகள் உள்ளன: 1300 ℃（ α- சமன்பாட்டிற்குக் குறைவான வெப்பநிலையில் அறுகோண அடர்த்தியான பேக்கிங்; 1300 ℃ க்கும் அதிகமான வெப்பநிலையில், இது உடலை மையமாகக் கொண்ட கனசதுரமாகும் (β- சமன்பாடு). பிளாஸ்டிசிட்டி கொண்ட உலோகம், அசுத்தங்களின் முன்னிலையில் கடினமாகி உடையக்கூடியதாக மாறும். காற்றில் நிலையானது, எரியும் போது மட்டுமே மேற்பரப்பில் கருமையாகிறது. தீக்குச்சியின் சுடரால் இழைகள் பற்றவைக்கப்படலாம். சிர்கோனியம் போன்ற பண்புகள். இது நீர், நீர்த்த அமிலங்கள் அல்லது வலுவான தளங்களுடன் வினைபுரிவதில்லை, ஆனால் அக்வா ரெஜியா மற்றும் ஹைட்ரோஃப்ளூரிக் அமிலத்தில் எளிதில் கரையக்கூடியது. முக்கியமாக +4 வேலன்ஸ் கொண்ட சேர்மங்களில். ஹாஃப்னியம் அலாய் (Ta4HfC5) மிக உயர்ந்த உருகுநிலையைக் கொண்டதாக அறியப்படுகிறது (தோராயமாக 4215 ℃).

படிக அமைப்பு: படிக செல் அறுகோணமானது

CAS எண்: 7440-58-6

உருகுநிலை: 2227℃

கொதிநிலை: 4602℃

இரசாயன பண்புகள்:

ஹாஃப்னியத்தின் வேதியியல் பண்புகள் சிர்கோனியத்தின் பண்புகளுடன் மிகவும் ஒத்திருக்கிறது, மேலும் இது நல்ல அரிப்பு எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் பொது அமில கார அக்வஸ் கரைசல்களால் எளிதில் துருப்பிடிக்காது; ஃவுளூரினேட்டட் வளாகங்களை உருவாக்க ஹைட்ரோபுளோரிக் அமிலத்தில் எளிதில் கரையக்கூடியது. அதிக வெப்பநிலையில், ஹாஃப்னியம் நேரடியாக ஆக்ஸிஜன் மற்றும் நைட்ரஜன் போன்ற வாயுக்களுடன் இணைந்து ஆக்சைடுகள் மற்றும் நைட்ரைடுகளை உருவாக்குகிறது.

ஹாஃப்னியம் பெரும்பாலும் சேர்மங்களில் +4 வேலன்ஸ் கொண்டது. முக்கிய கலவை ஆகும்ஹாஃப்னியம் ஆக்சைடுHfO2. ஹாஃப்னியம் ஆக்சைட்டின் மூன்று வெவ்வேறு வகைகள் உள்ளன:ஹாஃப்னியம் ஆக்சைடுஹாஃப்னியம் சல்பேட் மற்றும் குளோரைடு ஆக்சைடு ஆகியவற்றின் தொடர்ச்சியான கால்சினேஷன் மூலம் பெறப்பட்டது ஒரு மோனோக்ளினிக் மாறுபாடு; ஹாஃப்னியத்தின் ஹைட்ராக்சைடை சுமார் 400 ℃ இல் சூடாக்குவதன் மூலம் பெறப்படும் ஹாஃப்னியம் ஆக்சைடு ஒரு டெட்ராகோனல் மாறுபாடு ஆகும்; 1000 ℃க்கு மேல் கணக்கிடப்பட்டால், ஒரு கன மாறுபாட்டைப் பெறலாம். மற்றொரு கலவைஹாஃப்னியம் டெட்ராகுளோரைடு, இது உலோக ஹாஃப்னியம் தயாரிப்பதற்கான மூலப்பொருளாகும் மற்றும் ஹாஃப்னியம் ஆக்சைடு மற்றும் கார்பன் கலவையில் குளோரின் வாயுவை வினைபுரிந்து தயாரிக்கலாம். ஹாஃப்னியம் டெட்ராகுளோரைடு தண்ணீருடன் தொடர்பு கொண்டு உடனடியாக உயர்நிலையான HfO (4H2O) 2+அயனிகளாக நீராற்பகுப்பு செய்கிறது. HfO2+அயனிகள் ஹாஃப்னியத்தின் பல சேர்மங்களில் உள்ளன, மேலும் ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலமாக்கப்பட்ட ஹாஃப்னியம் டெட்ராகுளோரைடு கரைசலில் ஊசி வடிவ ஹைட்ரேட்டட் ஹாஃப்னியம் ஆக்ஸிகுளோரைடு HfOCl2 · 8H2O படிகங்களை படிகமாக்க முடியும்.

4-வேலண்ட் ஹாஃப்னியம் ஃவுளூரைடுடன் கூடிய வளாகங்களை உருவாக்கும் வாய்ப்பு உள்ளது, இதில் K2HfF6, K3HfF7, (NH4) 2HfF6 மற்றும் (NH4) 3HfF7 ஆகியவை உள்ளன. இந்த வளாகங்கள் சிர்கோனியம் மற்றும் ஹாஃப்னியம் ஆகியவற்றைப் பிரிக்கப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

பொதுவான கலவைகள்:

ஹாஃப்னியம் டை ஆக்சைடு: பெயர் ஹாஃப்னியம் டை ஆக்சைடு; ஹாஃப்னியம் டை ஆக்சைடு; மூலக்கூறு சூத்திரம்: HfO2 [4]; சொத்து: மூன்று படிக அமைப்புகளைக் கொண்ட வெள்ளை தூள்: மோனோக்ளினிக், டெட்ராகோனல் மற்றும் க்யூபிக். அடர்த்திகள் முறையே 10.3, 10.1 மற்றும் 10.43g/cm3 ஆகும். உருகுநிலை 2780-2920K. கொதிநிலை 5400K. வெப்ப விரிவாக்க குணகம் 5.8 × 10-6/℃. நீர், ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம் மற்றும் நைட்ரிக் அமிலம் ஆகியவற்றில் கரையாதது, ஆனால் செறிவூட்டப்பட்ட கந்தக அமிலம் மற்றும் ஹைட்ரோபுளோரிக் அமிலத்தில் கரையக்கூடியது. ஹாஃப்னியம் சல்பேட் மற்றும் ஹாஃப்னியம் ஆக்ஸிகுளோரைடு போன்ற சேர்மங்களின் வெப்ப சிதைவு அல்லது நீராற்பகுப்பு மூலம் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. உலோக ஹாஃப்னியம் மற்றும் ஹாஃப்னியம் கலவைகள் உற்பத்திக்கான மூலப்பொருட்கள். பயனற்ற பொருட்கள், கதிரியக்க எதிர்ப்பு பூச்சுகள் மற்றும் வினையூக்கிகளாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. [5] அணு ஆற்றல் நிலை HfO என்பது அணு ஆற்றல் நிலை ZrO ஐ உற்பத்தி செய்யும் போது ஒரே நேரத்தில் பெறப்படும் ஒரு தயாரிப்பு ஆகும். இரண்டாம் நிலை குளோரினேஷனிலிருந்து தொடங்கி, சுத்திகரிப்பு, குறைப்பு மற்றும் வெற்றிட வடிகட்டுதல் ஆகியவற்றின் செயல்முறைகள் சிர்கோனியத்துடன் கிட்டத்தட்ட ஒரே மாதிரியானவை.

ஹாஃப்னியம் டெட்ராகுளோரைடு: ஹாஃப்னியம் (IV) குளோரைடு, ஹாஃப்னியம் டெட்ராகுளோரைடு மூலக்கூறு வாய்ப்பாடு HfCl4 மூலக்கூறு எடை 320.30 எழுத்து: வெள்ளை படிகத் தொகுதி. ஈரப்பதத்திற்கு உணர்திறன். அசிட்டோன் மற்றும் மெத்தனால் கரையக்கூடியது. ஹாஃப்னியம் ஆக்ஸிகுளோரைடை (HfOCl2) உருவாக்க தண்ணீரில் ஹைட்ரோலைஸ் செய்யவும். 250 ℃ க்கு சூடாக்கி ஆவியாகிவிடும். கண்கள், சுவாச அமைப்பு மற்றும் தோல் எரிச்சல்.

ஹாஃப்னியம் ஹைட்ராக்சைடு: ஹாஃப்னியம் ஹைட்ராக்சைடு (H4HfO4), பொதுவாக நீரேற்றப்பட்ட ஆக்சைடு HfO2 · nH2O ஆக உள்ளது, இது தண்ணீரில் கரையாதது, கனிம அமிலங்களில் எளிதில் கரையக்கூடியது, அம்மோனியாவில் கரையாதது மற்றும் அரிதாக சோடியம் ஹைட்ராக்சைடில் கரையக்கூடியது. ஹாஃப்னியம் ஹைட்ராக்சைடு HfO (OH) உருவாக்க 100 ℃ வரை வெப்பப்படுத்தவும் 2. அம்மோனியா நீருடன் ஹாஃப்னியம் (IV) உப்பை வினைபுரிவதன் மூலம் வெள்ளை ஹாஃப்னியம் ஹைட்ராக்சைடு படிவு பெறலாம். மற்ற ஹாஃப்னியம் சேர்மங்களை உற்பத்தி செய்ய இதைப் பயன்படுத்தலாம்.

ஆராய்ச்சி வரலாறு

கண்டுபிடிப்பு வரலாறு:

1923 ஆம் ஆண்டில், ஸ்வீடிஷ் வேதியியலாளர் ஹெர்வி மற்றும் டச்சு இயற்பியலாளர் டி. கோஸ்டர் ஆகியோர் நார்வே மற்றும் கிரீன்லாந்தில் தயாரிக்கப்பட்ட சிர்கானில் ஹாஃப்னியத்தைக் கண்டுபிடித்தனர், மேலும் அதற்கு ஹாஃப்னியம் என்று பெயரிட்டனர், இது கோபன்ஹேகனின் லத்தீன் பெயரான ஹாஃப்னியாவிலிருந்து உருவானது. 1925 ஆம் ஆண்டில், ஹெர்வி மற்றும் கோஸ்டர் ஆகியோர் தூய ஹாஃப்னியம் உப்புகளைப் பெற ஃவுளூரின் கலந்த சிக்கலான உப்புகளின் பகுதியளவு படிகமயமாக்கல் முறையைப் பயன்படுத்தி சிர்கோனியம் மற்றும் டைட்டானியத்தை பிரித்தனர்; தூய உலோக ஹாஃப்னியத்தைப் பெற உலோக சோடியத்துடன் ஹாஃப்னியம் உப்பைக் குறைக்கவும். ஹெர்வி பல மில்லிகிராம் தூய ஹாஃப்னியத்தின் மாதிரியைத் தயாரித்தார்.

சிர்கோனியம் மற்றும் ஹாஃப்னியம் மீதான இரசாயன பரிசோதனைகள்:

1998 இல் டெக்சாஸ் பல்கலைக்கழகத்தில் பேராசிரியர் கார்ல் காலின்ஸ் நடத்திய சோதனையில், காமா கதிர்வீச்சு ஹாஃப்னியம் 178 மீ 2 (ஐசோமர் ஹாஃப்னியம்-178 மீ 2 [7]) மகத்தான ஆற்றலை வெளியிட முடியும் என்று கூறப்பட்டது, இது இரசாயன எதிர்வினைகளை விட ஐந்து ஆர்டர்கள் அதிகமாகும். அணுக்கரு வினைகளைக் காட்டிலும் குறைந்த அளவு மூன்று ஆர்டர்கள். [8] Hf178m2 (ஹாஃப்னியம் 178m2) இதே போன்ற நீண்ட கால ஐசோடோப்புகளில் மிக நீண்ட ஆயுட்காலம் கொண்டது: Hf178m2 (ஹாஃப்னியம் 178m2) 31 ஆண்டுகள் அரை ஆயுளைக் கொண்டுள்ளது, இதன் விளைவாக சுமார் 1.6 டிரில்லியன் பெக்கரெல்ஸ் இயற்கையான கதிரியக்கத்தன்மை உள்ளது. ஒரு கிராம் தூய Hf178m2 (ஹாஃப்னியம் 178m2) தோராயமாக 1330 மெகாஜூல்களைக் கொண்டுள்ளது என்று காலின்ஸ் அறிக்கை கூறுகிறது, இது 300 கிலோகிராம் TNT வெடிமருந்துகளை வெடிக்கச் செய்யும் ஆற்றலுக்குச் சமம். இந்த வினையில் உள்ள அனைத்து ஆற்றலும் எக்ஸ்-கதிர்கள் அல்லது காமா கதிர்கள் வடிவில் வெளியிடப்படுகிறது, அவை மிக விரைவான விகிதத்தில் ஆற்றலை வெளியிடுகின்றன, மேலும் Hf178m2 (ஹாஃப்னியம் 178m2) இன்னும் மிகக் குறைந்த செறிவுகளில் வினைபுரியும் என்று காலின்ஸ் அறிக்கை குறிப்பிடுகிறது. [9] பென்டகன் ஆராய்ச்சிக்காக நிதி ஒதுக்கீடு செய்துள்ளது. சோதனையில், சிக்னல்-க்கு-இரைச்சல் விகிதம் மிகக் குறைவாக இருந்தது (குறிப்பிடத்தக்க பிழைகளுடன்), அதன் பின்னர், அமெரிக்காவின் பாதுகாப்புத் துறையின் மேம்பட்ட திட்ட ஆராய்ச்சி நிறுவனம் (DARPA) மற்றும் JASON டிஃபென்ஸ் அட்வைசரி உட்பட பல நிறுவனங்களின் விஞ்ஞானிகள் பல சோதனைகள் செய்த போதிலும் குழு [13], காலின்ஸ் கூறிய நிபந்தனைகளின் கீழ் இந்த எதிர்வினையை எந்த விஞ்ஞானியாலும் அடைய முடியவில்லை, மேலும் இந்த எதிர்வினை இருப்பதை நிரூபிக்க காலின்ஸ் வலுவான ஆதாரங்களை வழங்கவில்லை, காலின்ஸ் தூண்டப்பட்ட காமா கதிர் உமிழ்வைப் பயன்படுத்தி ஆற்றலை வெளியிடும் முறையை முன்மொழிந்தார். Hf178m2 (hafnium 178m2) [15], ஆனால் மற்ற விஞ்ஞானிகள் இந்த எதிர்வினை அடைய முடியாது என்று கோட்பாட்டளவில் நிரூபித்துள்ளனர். [16] Hf178m2 (ஹாஃப்னியம் 178m2) என்பது கல்விச் சமூகத்தில் ஆற்றல் ஆதாரமாக இல்லை என்று பரவலாக நம்பப்படுகிறது.

ஹாஃப்னியம் ஆக்சைடு

விண்ணப்பப் புலம்:

ஒளிரும் விளக்குகளில் இழையாகப் பயன்படுத்தப்படுவது போன்ற எலக்ட்ரான்களை வெளியிடும் திறன் காரணமாக ஹாஃப்னியம் மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கிறது. எக்ஸ்ரே குழாய்களுக்கான கேத்தோடாகவும், ஹாஃப்னியம் மற்றும் டங்ஸ்டன் அல்லது மாலிப்டினத்தின் கலவைகள் உயர் மின்னழுத்த வெளியேற்றக் குழாய்களுக்கான மின்முனைகளாகவும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. X-கதிர்களுக்கான கேத்தோடு மற்றும் டங்ஸ்டன் கம்பி உற்பத்தித் தொழிலில் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. தூய ஹாஃப்னியம் அணு ஆற்றல் துறையில் அதன் பிளாஸ்டிக் தன்மை, எளிதான செயலாக்கம், அதிக வெப்பநிலை எதிர்ப்பு மற்றும் அரிப்பு எதிர்ப்பு ஆகியவற்றின் காரணமாக ஒரு முக்கியமான பொருளாகும். ஹாஃப்னியம் ஒரு பெரிய வெப்ப நியூட்ரான் பிடிப்பு குறுக்குவெட்டைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் இது ஒரு சிறந்த நியூட்ரான் உறிஞ்சியாகும், இது அணு உலைகளுக்கான கட்டுப்பாட்டு கம்பியாகவும் பாதுகாப்பு சாதனமாகவும் பயன்படுத்தப்படலாம். ஹாஃப்னியம் தூளை ராக்கெட்டுகளுக்கு உந்துசக்தியாகப் பயன்படுத்தலாம். எக்ஸ்ரே குழாய்களின் கத்தோடை மின் துறையில் தயாரிக்கலாம். ஹாஃப்னியம் அலாய், ராக்கெட் முனைகள் மற்றும் க்ளைடு ரீ-என்ட்ரி விமானங்களுக்கு முன்னோக்கி பாதுகாப்பு அடுக்காக செயல்படும், அதே சமயம் Hf Ta அலாய் கருவி எஃகு மற்றும் எதிர்ப்பு பொருட்களை தயாரிக்க பயன்படுத்தப்படலாம். டங்ஸ்டன், மாலிப்டினம் மற்றும் டான்டலம் போன்ற வெப்ப-எதிர்ப்பு உலோகக் கலவைகளில் ஹாஃப்னியம் ஒரு சேர்க்கை உறுப்பாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. HfC அதன் அதிக கடினத்தன்மை மற்றும் உருகும் புள்ளி காரணமாக கடினமான உலோகக் கலவைகளுக்கு ஒரு சேர்க்கையாகப் பயன்படுத்தப்படலாம். 4TaCHfC இன் உருகுநிலை தோராயமாக 4215 ℃ ஆகும், இது அறியப்பட்ட மிக உயர்ந்த உருகுநிலையைக் கொண்ட கலவையாகும். ஹஃப்னியம் பல பணவீக்க அமைப்புகளில் பெறுபவராகப் பயன்படுத்தப்படலாம். ஹாஃப்னியம் பெறுபவர்கள் அமைப்பில் உள்ள ஆக்ஸிஜன் மற்றும் நைட்ரஜன் போன்ற தேவையற்ற வாயுக்களை அகற்ற முடியும். ஹாஃப்னியம் பெரும்பாலும் ஹைட்ராலிக் எண்ணெயில் ஒரு சேர்க்கையாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இது அதிக ஆபத்துள்ள செயல்பாடுகளின் போது ஹைட்ராலிக் எண்ணெயின் ஆவியாகும் தன்மையைத் தடுக்கிறது, மேலும் வலுவான நிலையற்ற தன்மையைக் கொண்டுள்ளது. எனவே, இது பொதுவாக தொழில்துறை ஹைட்ராலிக் எண்ணெயில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. மருத்துவ ஹைட்ராலிக் எண்ணெய்.

சமீபத்திய இன்டெல் 45 நானோ செயலிகளிலும் ஹாஃப்னியம் உறுப்பு பயன்படுத்தப்படுகிறது. சிலிக்கான் டை ஆக்சைடு (SiO2) உற்பத்தித்திறன் மற்றும் டிரான்சிஸ்டர் செயல்திறனை தொடர்ந்து மேம்படுத்த தடிமன் குறைக்கும் திறன் காரணமாக, செயலி உற்பத்தியாளர்கள் சிலிக்கான் டை ஆக்சைடை கேட் மின்கடத்தாப் பொருளாகப் பயன்படுத்துகின்றனர். இன்டெல் 65 நானோமீட்டர் உற்பத்தி செயல்முறையை அறிமுகப்படுத்தியபோது, ​​சிலிக்கான் டை ஆக்சைடு கேட் மின்கடத்தா தடிமனை 5 அடுக்கு அணுக்களுக்கு சமமான 1.2 நானோமீட்டராகக் குறைக்க எல்லா முயற்சிகளையும் எடுத்திருந்தாலும், டிரான்சிஸ்டரின் போது மின் நுகர்வு மற்றும் வெப்பச் சிதறலின் சிரமம் அதிகரிக்கும். ஒரு அணுவின் அளவிற்கு குறைக்கப்பட்டது, இதன் விளைவாக தற்போதைய கழிவு மற்றும் தேவையற்ற வெப்ப ஆற்றல். எனவே, தற்போதைய பொருட்கள் தொடர்ந்து பயன்படுத்தப்பட்டு, தடிமன் மேலும் குறைக்கப்பட்டால், கேட் மின்கடத்தா கசிவு கணிசமாக அதிகரிக்கும், டிரான்சிஸ்டர் தொழில்நுட்பத்தை அதன் வரம்புகளுக்கு கொண்டு வரும். இந்த முக்கியமான சிக்கலை தீர்க்க, இன்டெல் சிலிக்கான் டை ஆக்சைடுக்கு பதிலாக தடிமனான உயர் K பொருட்களை (ஹாஃப்னியம் அடிப்படையிலான பொருட்கள்) கேட் மின்கடத்தாவாக பயன்படுத்த திட்டமிட்டுள்ளது, இது கசிவை 10 மடங்குக்கு மேல் வெற்றிகரமாக குறைத்துள்ளது. முந்தைய தலைமுறை 65nm தொழில்நுட்பத்துடன் ஒப்பிடும்போது, ​​இன்டெல்லின் 45nm செயல்முறையானது டிரான்சிஸ்டர் அடர்த்தியை கிட்டத்தட்ட இரண்டு மடங்கு அதிகரிக்கிறது, இது மொத்த டிரான்சிஸ்டர்களின் எண்ணிக்கையை அதிகரிக்க அல்லது செயலியின் அளவைக் குறைக்க அனுமதிக்கிறது. கூடுதலாக, டிரான்சிஸ்டர் மாறுவதற்கு தேவையான சக்தி குறைவாக உள்ளது, இது கிட்டத்தட்ட 30% மின் நுகர்வு குறைக்கிறது. உள் இணைப்புகள் குறைந்த கே மின்கடத்தாவுடன் இணைக்கப்பட்ட செப்பு கம்பியால் செய்யப்படுகின்றன, செயல்திறனை சீராக மேம்படுத்துகிறது மற்றும் மின் நுகர்வு குறைக்கிறது, மேலும் மாறுதல் வேகம் சுமார் 20% வேகமாக இருக்கும்.

கனிம விநியோகம்:

பிஸ்மத், காட்மியம் மற்றும் பாதரசம் போன்ற பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் உலோகங்களை விட ஹாஃப்னியம் அதிக மேலோட்டத்தைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் இது பெரிலியம், ஜெர்மானியம் மற்றும் யுரேனியம் ஆகியவற்றிற்கு சமமானதாகும். சிர்கோனியம் உள்ள அனைத்து தாதுக்களிலும் ஹாஃப்னியம் உள்ளது. தொழில்துறையில் பயன்படுத்தப்படும் சிர்கானில் 0.5-2% ஹாஃப்னியம் உள்ளது. இரண்டாம் நிலை சிர்கோனியம் தாதுவில் உள்ள பெரிலியம் சிர்கான் (ஆல்வைட்) 15% வரை ஹாஃப்னியம் கொண்டிருக்கும். ஒரு வகை உருமாற்ற சிர்கான், சிர்டோலைட் உள்ளது, இதில் 5% HfO உள்ளது. பிந்தைய இரண்டு கனிமங்களின் இருப்புக்கள் சிறியவை மற்றும் இன்னும் தொழில்துறையில் ஏற்றுக்கொள்ளப்படவில்லை. சிர்கோனியம் உற்பத்தியின் போது ஹஃப்னியம் முக்கியமாக மீட்கப்படுகிறது.

ஹாஃப்னியம்:

இது பெரும்பாலான சிர்கோனியம் தாதுக்களில் உள்ளது. [18] [19] ஏனெனில் மேலோட்டத்தில் மிகக் குறைவான உள்ளடக்கம் உள்ளது. இது பெரும்பாலும் சிர்கோனியத்துடன் இணைந்திருக்கும் மற்றும் தனி தாது இல்லை.

தயாரிக்கும் முறை:

1. ஹாஃப்னியம் டெட்ராகுளோரைட்டின் மெக்னீசியம் குறைப்பு அல்லது ஹாஃப்னியம் அயோடைடின் வெப்பச் சிதைவு மூலம் இதைத் தயாரிக்கலாம். HfCl4 மற்றும் K2HfF6 ஆகியவை மூலப்பொருட்களாகவும் பயன்படுத்தப்படலாம். NaCl KCl HfCl4 அல்லது K2HfF6 உருகலில் மின்னாற்பகுப்பு உற்பத்தியின் செயல்முறை சிர்கோனியத்தின் மின்னாற்பகுப்பு உற்பத்தியைப் போன்றது.

2. ஹாஃப்னியம் சிர்கோனியத்துடன் இணைந்து செயல்படுகிறது, மேலும் ஹாஃப்னியத்திற்கு தனி மூலப்பொருள் இல்லை. ஹாஃப்னியம் தயாரிப்பதற்கான மூலப்பொருள் கச்சா ஹாஃப்னியம் ஆக்சைடு, சிர்கோனியம் தயாரிக்கும் போது பிரிக்கப்படுகிறது. அயன் பரிமாற்ற பிசினைப் பயன்படுத்தி ஹாஃப்னியம் ஆக்சைடை பிரித்தெடுக்கவும், பின்னர் இந்த ஹாஃப்னியம் ஆக்சைடில் இருந்து உலோக ஹாஃப்னியத்தை தயாரிக்க சிர்கோனியம் போன்ற அதே முறையைப் பயன்படுத்தவும்.

3. ஹாஃப்னியம் டெட்ராகுளோரைடை (HfCl4) சோடியத்துடன் இணைத்து வெப்பமாக்குவதன் மூலம் இதைத் தயாரிக்கலாம்.

சிர்கோனியம் மற்றும் ஹாஃப்னியம் ஆகியவற்றைப் பிரிப்பதற்கான ஆரம்ப முறைகள் ஃவுளூரினேட்டட் சிக்கலான உப்புகளின் பகுதியளவு படிகமயமாக்கல் மற்றும் பாஸ்பேட்களின் பகுதியளவு மழைப்பொழிவு ஆகும். இந்த முறைகள் செயல்பட சிக்கலானவை மற்றும் ஆய்வக பயன்பாட்டிற்கு மட்டுமே. சிர்கோனியம் மற்றும் ஹாஃப்னியத்தைப் பிரிப்பதற்கான புதிய தொழில்நுட்பங்களான, பின்னம் வடித்தல், கரைப்பான் பிரித்தெடுத்தல், அயன் பரிமாற்றம் மற்றும் பின்னம் உறிஞ்சுதல் போன்றவை ஒன்றன் பின் ஒன்றாக வெளிவந்துள்ளன, கரைப்பான் பிரித்தெடுத்தல் மிகவும் நடைமுறைக்குரியது. தியோசயனேட் சைக்ளோஹெக்சனோன் அமைப்பு மற்றும் ட்ரிபியூட்டில் பாஸ்பேட் நைட்ரிக் அமில அமைப்பு ஆகிய இரண்டு பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் பிரிப்பு அமைப்புகள். மேற்கூறிய முறைகள் மூலம் பெறப்படும் பொருட்கள் அனைத்தும் ஹாஃப்னியம் ஹைட்ராக்சைடு ஆகும், மேலும் தூய ஹாஃப்னியம் ஆக்சைடை கால்சினேஷன் மூலம் பெறலாம். உயர் தூய்மையான ஹாஃப்னியத்தை அயன் பரிமாற்ற முறை மூலம் பெறலாம்.

தொழில்துறையில், உலோக ஹாஃப்னியம் உற்பத்தி பெரும்பாலும் க்ரோல் செயல்முறை மற்றும் டெபோர் அக்கர் செயல்முறை இரண்டையும் உள்ளடக்கியது. க்ரோல் செயல்முறையானது உலோக மெக்னீசியத்தைப் பயன்படுத்தி ஹாஃப்னியம் டெட்ராகுளோரைடைக் குறைப்பதை உள்ளடக்கியது:

2Mg+HfCl4- → 2MgCl2+Hf

டெபோர் அக்கர் முறை, அயோடைசேஷன் முறை என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, இது ஹாஃப்னியம் போன்ற கடற்பாசிகளை சுத்திகரிக்கவும், இணக்கமான உலோக ஹாஃப்னியத்தைப் பெறவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

5. ஹாஃப்னியத்தின் உருகுதல் அடிப்படையில் சிர்கோனியத்தின் உருகலைப் போன்றது:

முதல் படி தாது சிதைவு ஆகும், இது மூன்று முறைகளை உள்ளடக்கியது: (Zr, Hf) Cl ஐப் பெறுவதற்கு சிர்கானின் குளோரினேஷன். சிர்கானின் காரம் உருகுதல். சிர்கான் சுமார் 600 இல் NaOH உடன் உருகுகிறது, மேலும் (Zr, Hf) O இன் 90% க்கு மேல் Na (Zr, Hf) O ஆக மாறுகிறது, SiO உடன் NaSiO ஆக மாற்றப்படுகிறது, இது அகற்றுவதற்காக நீரில் கரைக்கப்படுகிறது. Na (Zr, Hf) O ஆனது HNO இல் கரைந்த பிறகு சிர்கோனியம் மற்றும் ஹாஃப்னியம் ஆகியவற்றைப் பிரிப்பதற்கான அசல் தீர்வாகப் பயன்படுத்தப்படலாம். இருப்பினும், SiO கொலாய்டுகளின் இருப்பு கரைப்பான் பிரித்தெடுப்பதை கடினமாக்குகிறது. KSiF உடன் சின்டர் செய்து, K (Zr, Hf) F கரைசலைப் பெற தண்ணீரில் ஊற வைக்கவும். இந்த தீர்வு சிர்கோனியம் மற்றும் ஹாஃப்னியத்தை பகுதியளவு படிகமயமாக்கல் மூலம் பிரிக்கலாம்;

இரண்டாவது படி சிர்கோனியம் மற்றும் ஹாஃப்னியம் பிரிப்பு ஆகும், இது ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம் MIBK (மெத்தில் ஐசோபியூட்டில் கீட்டோன்) அமைப்பு மற்றும் HNO-TBP (ட்ரிபியூட்டில் பாஸ்பேட்) அமைப்பைப் பயன்படுத்தி கரைப்பான் பிரித்தெடுக்கும் முறைகளைப் பயன்படுத்தி அடையலாம். உயர் அழுத்தத்தின் கீழ் (20 வளிமண்டலங்களுக்கு மேல்) உருகும் HfCl மற்றும் ZrCl இடையே உள்ள நீராவி அழுத்தத்தில் உள்ள வேறுபாட்டைப் பயன்படுத்தி பல-நிலைப் பின்னத்தின் தொழில்நுட்பம் நீண்ட காலமாக ஆய்வு செய்யப்பட்டுள்ளது, இது இரண்டாம் நிலை குளோரினேஷன் செயல்முறையைச் சேமிக்கும் மற்றும் செலவுகளைக் குறைக்கும். இருப்பினும், (Zr, Hf) Cl மற்றும் HCl இன் அரிப்பு பிரச்சனை காரணமாக, பொருத்தமான பின்னம் நெடுவரிசைப் பொருட்களைக் கண்டுபிடிப்பது எளிதானது அல்ல, மேலும் இது ZrCl மற்றும் HfCl இன் தரத்தைக் குறைத்து, சுத்திகரிப்புச் செலவுகளை அதிகரிக்கும். 1970களில், அது இன்னும் இடைநிலை ஆலை சோதனை நிலையில் இருந்தது;

மூன்றாவது படி HfO இன் இரண்டாம் நிலை குளோரினேஷனைக் குறைப்பதற்காக கச்சா HfCl ஐப் பெறுவது;

நான்காவது படி HfCl இன் சுத்திகரிப்பு மற்றும் மெக்னீசியம் குறைப்பு ஆகும். இந்த செயல்முறை ZrCl இன் சுத்திகரிப்பு மற்றும் குறைப்பு போன்றது, இதன் விளைவாக அரை முடிக்கப்பட்ட தயாரிப்பு கரடுமுரடான கடற்பாசி ஹாஃப்னியம் ஆகும்;

ஐந்தாவது படி கச்சா கடற்பாசி ஹாஃப்னியத்தை வெற்றிடமாக காய்ச்சி MgCl ஐ அகற்றி, அதிகப்படியான மெக்னீசியத்தை மீட்டெடுக்க வேண்டும், இதன் விளைவாக கடற்பாசி உலோக ஹாஃப்னியம் ஒரு முடிக்கப்பட்ட தயாரிப்பு ஆகும். குறைக்கும் முகவர் மெக்னீசியத்திற்கு பதிலாக சோடியத்தைப் பயன்படுத்தினால், ஐந்தாவது படி நீரில் மூழ்குவதற்கு மாற்றப்பட வேண்டும்.

சேமிப்பு முறை:

குளிர்ந்த மற்றும் காற்றோட்டமான கிடங்கில் சேமிக்கவும். தீப்பொறிகள் மற்றும் வெப்ப மூலங்களிலிருந்து விலகி இருங்கள். ஆக்ஸிஜனேற்றிகள், அமிலங்கள், ஆலசன்கள் போன்றவற்றிலிருந்து தனித்தனியாக சேமித்து வைக்கப்பட வேண்டும், மேலும் சேமிப்பை கலப்பதை தவிர்க்க வேண்டும். வெடிப்புத் தடுப்பு விளக்குகள் மற்றும் காற்றோட்ட வசதிகளைப் பயன்படுத்துதல். தீப்பொறிகளுக்கு வாய்ப்புள்ள இயந்திர உபகரணங்கள் மற்றும் கருவிகளைப் பயன்படுத்துவதைத் தடைசெய்க. சேமிப்புப் பகுதியில் கசிவுகள் ஏற்படாதவாறு பொருத்தமான பொருட்கள் பொருத்தப்பட்டிருக்க வேண்டும்.