Hafniy, Metall HF, atom raqami, atomning atomining atomining 178.49, yaltiroq kumushrangga o'tish metalidir.
Hafnani tabiiy ravishda oltita barqaror izotopga ega: hofniy 174, 178, 178, 178 va 180 va 180 yoshli echimlar va gidrofluorin kislotasi va Aqua regia-da eriydi. Element nomi Kopengagen shahrining lotin nomidan keladi.
1925 yilda Shvetsiya kimyoligi va gollandiyalik fizikasi Koerer Fretinatsiyalangan majmularning fraktsion kristallanishi bilan toza gofniy tuzini qondirdi va toza metall hofniyni olish uchun uni metall natriyani kamaytirdi. Hafnyum er qobig'ining 0,00045 foizini o'z ichiga oladi va ko'pincha tabiatdagi tsirkonyum bilan bog'liq.
Mahsulot nomi: Hafniyum
Elementning belgisi: hf
Atom vazn: 178.49
Element turi: Metall element
Jismoniy xususiyatlar:
Hafniymetall yorug 'yorug' yorug 'kulrang metal; Metall Hafniyning ikkita varianti bor: a Hafnyum - bu saxbonli qadoqlangan variant (1750 ー r) tsirkonyujdan ko'ra ko'proq o'zgaruvchan varaq bo'lgan. Metall Hafniy yuqori haroratlarda o'zgaruvchan variantlar mavjud. Metall Hafnyum neytron aylanishning yuqori neytriligi kesmasi bo'lib, reaktorlar uchun boshqaruv material sifatida ishlatilishi mumkin.
Ikki xil billur tuzilmalarning ikkita turi mavjud: Hexagonabal zich qadoqlash (a- tenglama); 1300 dan yuqori haroratda, bu tana markazlashtirilgan kubik (b- tenglama). Plastikali metallni buzadigan va aralashmalar mavjud bo'lganda mo'rt bo'ladi. Havoda barqaror, yoqilganda faqat sirtda qorayadi. Filamentlar o'yinning alangasi bilan yonish mumkin. Xususiyatlarga o'xshash xususiyatlar. Bu suv, suyultirish kislotasi yoki kuchli bazalarga ta'sir qilmaydi, ammo AKA regia va gidofluorik kislotasida osongina eriydi. Asosan A + 4 valent bilan birikmalarda. Hafnium qotishmasi (Ta4hFC5) eng yuqori eritish nuqtasi (taxminan 4215 ℃) mavjudligi ma'lum.
Kristal tuzilishi: Kristal hujayrasi olti burchakli
CAS raqami: 7440-58-6
Eritish nuqtasi: 2227 ℃
Qaynayotgan nuqta: 4602 ℃
Kimyoviy xususiyatlar:
Hafnniyning kimyoviy xususiyatlari sirkoniylarga juda o'xshash bo'lib, u yaxshi korroziyaga chidamli va umumiy kislota alkali suvli echimlar bilan osonlikcha yuzaga kelmaydi; Flitsiyalangan majmua hosil qilish uchun gidrofluorik kislotada osongina eriydi. Yuqori haroratda, Hafnyum, shuningdek, oksidlar va nitridlarni hosil qilish uchun kislorod va azot kabi gazlar bilan to'g'ridan-to'g'ri birlashadi.
Hafniy tez-tez A + 4 valentsiyasiga ega. Asosiy birikmaHafniy oksidiHFO2. Hafnium oksidining uchta xil variantlari mavjud:Hafniy oksidiHafniy sulfat va xlorid oksipini doimiy ravishda kallashtirish orqali olingan monoklinik variant; Hafnni gidroksidini 400 ga yaqin qazib olish orqali olingan gidroksidi 400 ° Taxminan 400 ° Burug'lar variant; Agar 1000 ℃ dan yuqori bo'lgan bo'lsa, kubik variantni olish mumkin. Boshqa aralashhofniy tetrachlorid, bu metall hofnani tayyorlash uchun xom ashyo hisoblanadi va xlor gazini hofniya oksidi va uglerod aralashmasida tayyorlash orqali tayyorlanishi mumkin. Tetraxlid suv bilan aloqa qiladi va darhol yuqori barqaror HFO (4H2O) 2 + ionlariga gidroliz bo'ladi. HFO2 + ionlari Hafniyning ko'p aralashmasida mavjud bo'lib, gidromonik tetraxlid eritmasidagi gidroklorid eritmasidagi gidroblorid oksixorli gidroridli kristallarni kristallanadi.
4-Valent Hafnyum, shuningdek, K2FF6, K3HFF7, (NH4) dan iborat bo'lgan ftorid va (NH4) 3xFF6 dan iborat bo'lgan ftoridli komplekslarni shakllantiradi. Ushbu majmualar tsirkonum va Hafnniumni ajratish uchun ishlatilgan.
Umumiy birikmalar:
Hafniy dioksid: Hafnium dioksidni ismi; Hafnium dioksid; Molekulyar formula: HFO2 [4]; Mulk: uchta kristalli tuzilma bilan oq kukun: monoklinika, metalluvba, va kubik. Zichlik mos ravishda 10.3, 10.1 va 10,43g / sm3 ni tashkil qiladi. Eritish nuqtasi 2780-2920k. 5400K qaynab turgan nuqta. Issiqlikni kengaytirish koeffitsienti 5,8 × 10-6 / ē. Suv, xlorid kislotasi va nitrat kislota, ammo konsentratsiyalangan sulfat kislotada va gidofluorik kislotada eriydigan erimaydi. Termal parchalanish yoki gidroseksiya natijasida, masalan, Hafniy sulfat va hofniy oksixoridi. Metall hofniy va gofnium qotishmalari uchun xom ashyo. Sovrug'li materiallar, radioaktiv qoplash va katalizator sifatida ishlatiladi. [5] Atom energiyasi darajasi HFO atom energiya darajasi zro ishlab chiqarishda bir vaqtning o'zida olingan mahsulotdir. Ikkilamchi xloratsiyaning boshlanishi, tozalash, pasayish jarayoni va vakuum distillash jarayonlari tsirkonyalilarga deyarli bir xil.
Hofniy tetrachlorid: Hafniy (IV) xlorid, hofnium tetrachlorid molekulyar formulasi HFCL4 molekulyar og'irligi 320.30 belgi: oq kristalli blok. Namlikka sezgir. Ateton va metanolda eriydi. Suvda gidrolzeni hofniy oksium oksiji (HFOCL2) ishlab chiqarish uchun. Olyo 250 ℃ va bug'lang. Ko'zlar, nafas olish tizimi va terisini bezovta qilish.
Hafnium gidroksidi: gidroksid (H4HFO4), odatda gidratlangan Oksidi sifatida erimaydi, inorganik kislotalar sifatida, emigratsiyada erimaydi, kam erimaydi va natriy gidroksidda kam etaladi. Haqlium gidroksidi hofium (oh) ni yaratish uchun 100 ℃ ni 100 ℃ ni (Oh) gidrokili gidroksidi gidroksidni ammiak suvi bilan reaktsiya qilish orqali olish mumkin. Buni boshqa hofniy birikmalarini ishlab chiqarish uchun ishlatilishi mumkin.
Ilmiy-tadqiqot tarixi
Kashfiyot tarixi:
1923 yilda Shvetsiya kimyo va gollandiyalik fizikasi D. Kogninada ishlab chiqarilgan tsirkonda hofnani topdi va Kopinning hofia lotin nomidagi lotin tilidan kelib chiqqan Hafnniumni aniqladi. 1925 yilda Herveyum va Titaniyum flyfnited murakkab tuzlarining purlyansion kristallanish usulidan foydalangan holda ajralib turdi; Pure metall hofniy olish uchun hofnium tuzini metall natriy bilan kamaytiring. Xervey bir necha milligramm toza gofniy namunasini tayyorladi.
Tirkondi va Hafnnium bo'yicha kimyoviy tajribalar:
1998 yilda Texas universitetida professor Karl Kollins olib borgan tajribada, gammada 178m2 (7) tomonidan 108m2 (7]). [8] HF178m2 (HAFnniid 178m2) shunga o'xshash uzoq umr ko'radigan izotoplar orasida eng uzoq umr ko'radi: HF178m2 (HAFnium 178m2) yarim yilligi taxminan 1,6 trln radioaktivlik paydo bo'ldi. Kollinsning hisobotida aytilishicha, bir gramm sof HF178m2 (HAFnium 178m2) taxminan 1330 megaj mavjud bo'lib, ular 300 kilogramm tnt portlovchi moddalarining portlashi natijasida hosil bo'lgan energiyaga teng. Kollinsning hisobotida shuni ko'rsatadiki, ushbu reaktsiyada barcha energiya tejamkorlikni, HF178m2 (Hafniyy 178m2) tomonidan energiya chiqaradi. [9] Pentagon tadqiqot uchun mablag 'ajratdi. Tajribada signal berish nisbati juda past edi (Darpa) va Kollins ushbu reaktsiyaning mavjudligini isbotlash uchun bir nechta tajribalarga qaramay, bu reaktsiyaning mavjudligini tasdiqladi, shu bilan birga. Gamma Rey HF178m2 (Hafniyy 178m2) dan (Hafniyy 178m2) energiyasini bo'shatish uchun emissiya, ammo boshqa olimlar nazariy jihatdan isbotlanmaganligini nazariy jihatdan isbotlashdi. [16] HF178m2 (HAFniston 178m2) akademik hamjamiyat energiya manbai bo'lmasligi kerakligiga keng ishoniladi
Ariza maydoni:
Xafniy elektronni, masalan, yengil lampalarda filial sifatida ishlatilgan kabi elektronni chiqarish qobiliyati tufayli juda foydali. X-ray naychalari uchun katod sifatida ishlatiladi, hofniy va volbden yoki moliblenning qotishmalari yuqori voltli oqish naychalari uchun ishlatiladi. Renturlar uchun katod va virus ishlab chiqarish sanoatida keng tarqalgan. Pure Hafniy atom energetika sanoatida plastsasi, oson ishlov berish, yuqori haroratga chidamliligi va korroziya qarshiligi tufayli atom energetika sanoatida muhim materialdir. Hafniyning asosiy neytroniga ega va atom reaktorlari uchun boshqarish vositasi va himoya vositasi sifatida ishlatilishi mumkin bo'lgan ideal neytron neytron. Hafniy kukuni raketalar uchun askar sifatida foydalanish mumkin. X-ray naychalarining katodida elektr sanoatida ishlab chiqarilishi mumkin. Hafnium qotishmasi raketa nozullari va qayta kirish samolyoti uchun oldinga ellik himoya qatlami bo'lib xizmat qilishi mumkin, HF qotiri esa po'lat va qarshilik materiallarini ishlab chiqarish uchun ishlatilishi mumkin. Hafnyum issiqlikka chidamli qotishmalar, masalan, volfram, molibden va tanalum kabi qo'shimcha element sifatida ishlatiladi. HFC og'irligi va erish nuqtasi tufayli qattiq qotishmalar uchun qo'shimcha qotishma sifatida ishlatilishi mumkin. 4makchfcning eritilishi taxminan 4215 ー Taxminan 4215 ℃, uni juda mashhur eritma nuqtasi bilan uyg'otadi. Hafnyum ko'p inflyatsiya tizimida terter sifatida ishlatilishi mumkin. Hafniy getters tizimda bo'lganlar, masalan, kislorod va azot kabi keraksiz gazlarni olib tashlashi mumkin. Hafnyum ko'pincha yuqori xavfli operatsiyalar paytida gidravlik moyini to'sib qo'ymaslik uchun gidravlikmol moyini to'sib qo'ymaslik uchun gidravlikmol moyini oldini olish uchun gidravlik moyini to'sib qo'yishi uchun qo'shimcha ishlatiladi. Shuning uchun u asosan sanoat gidrotik moyida ishlatiladi. Tibbiy shiddatli neft.
Hafnium elementi Nanoprokessorlarning so'nggi 45-sonli. Silikon dioksid (SiO2) va tranzistorning ishlashini doimiy ravishda yaxshilash uchun qalinligini pasaytirish qobiliyati tufayli, protsessor ishlab chiqaruvchilari darvoza dielektriklari uchun material sifatida kremniy dioksidlaridan foydalanadilar. Intel 65 nanometr ishlab chiqarish jarayonini joriy qilganda, gromlarning 5 qatlamining qalinligini kamaytirish uchun, shuningdek, kuch sarfi va bo'shliqni buzishning qiynalasi kuchaygan bo'lsa ham, hozirgi chiqindi va keraksiz issiqlik energiyasi natijasida olib tashlangan. Shuning uchun, agar joriy materiallardan foydalanilsa va qalinligi yanada kamaysa, darvoza tarqalishi kamayadi, tranzistik texnologiyani o'z chegarasiga olib chiqadi. Ushbu tanqidiy muammoni hal qilish uchun Intel qalinroq k materiallari (Hafnyum asosidagi materiallar) silikgi silikikalar sifatida, kremniy oksidi o'rniga 10 martadan ko'proqni muvaffaqiyatli kamaytirgan. O'tgan avlod 65nm texnologiyasining 45nm jarayoni tranzistor zichligini deyarli ikki baravar oshiradi, tranzistorlarning umumiy sonini ko'paytirishga yoki protsessor hajmining pasayishiga imkon beradi. Bundan tashqari, tranzistor kommutatsiya uchun zarur bo'lgan quvvat pastroq, elektr energiyasini kamaytirish qariyb 30 foizga kamayadi. Ichki aloqalar past k dielektrik bilan bog'langan, samaradorlikni sezilarli darajada yaxshilash va quvvat sarfini kamaytirish va kommutatsiya tezligini pasaytirish bilan bog'liq
Minerallarni taqsimlash:
Hafniy keng tarqalgan varaqli metallarga qaraganda ko'proq mevali metallardan, masalan, bismmusiya va simob, shuningdek, sotish, gerbium va uranga tengdir. Tirkonyumning barcha foydali qazilmalarida Hafnyum mavjud. Sanoatda ishlatiladigan tsirkon 0,5-2% hofniy mavjud. Zirkon (alvite) ning ikkilamchi rudaida 15% gacha Hafniyni o'z ichiga olishi mumkin. Shuningdek, 5% dan ortiq XFO mavjud metamorfik tsirkon, infolit turi mavjud. Ikkinchisining zaxiralari kichikdir va sanoatda hali qabul qilinmagan. Hafnyum asosan tsirkonyum ishlab chiqarishda undiriladi.
Bu ko'pchilik tsirkonyum yoki orollarida mavjud. [18] [19] Chunki qobiqda juda kam narsa bor. Ko'pincha tsirkondi bilan birga va alohida rudaga ega emas.
Tayyorgarlik usuli:
1 HFCL4 va K2HF6 shuningdek xom ashyo sifatida ham foydalanish mumkin. NACL KL HFCL4 yoki K2FF6 eritmasi elektrolitik ishlab chiqarish jarayoni tsirkonyum elektrolit ishlab chiqarishining o'xshashligiga o'xshaydi.
2. Zirkonium bilan hofniyo bilan birga bo'lgan va hofniy uchun alohida xom ashyo mavjud emas. Hafniy ishlab chiqarish uchun xom ashyo zirinni ishlab chiqarish jarayonida barham topadi. Ion birja qatronlari yordamida gofniy oksidi ekstrakti, so'ngra ushbu Hafnnium oksididan metall hofniyani tayyorlash uchun bir xil usulni ishlating.
3
Zirkonni va Hafnni ajratishning eng qadimgi usullari fosfarinatsiyalangan murakkab tuzlarning fraktsion kristallanishi va fosfatlarning fraktsion yog'ingarchidir. Ushbu usullar noqulay va laboratoriyadan foydalanish bilan cheklangan. Ajratish, erituvchi ajratish, ion almashinuvi va fraksiyalash materiallarini ajratish, ulardan keyin birin-ketin paydo bo'lgan va referentsiya kabi giyohvand moddalar ajratish uchun yangi texnologiyalar. Odatda ishlatiladigan ikki tomonlama ajratish tizimlari - Thokyane Tiklohexanone tizimi va tributil fosfat kislotasi tizimi. Yuqoridagi usullar bilan olingan mahsulotlar barcha hofniy gidroksid va sof hofniya oksidi bilan kaltsiya orqali olish mumkin. Yuqori tozaligi Hafniyni ion almashinuv usuli bilan olish mumkin.
Sanoatda metall hofnani ishlab chiqarish ko'pincha kraolni va qarz AKKer jarayonini o'z ichiga oladi. Kroll jarayoni metall magniydan foydalangan holda gemoxoridni kamaytirishni o'z ichiga oladi:
2mg + hfcl4- → 2mgcl2 + hf
Yodlashtirish usuli deb nomlanuvchi Deber usuli, Xafniy kabi shimgichni tozalash va yumshoq metall hofniyni olish uchun ishlatiladi.
5
Birinchi qadam - uchta usulni o'z ichiga olgan rudaning parchalanishi: zoronning xlorishi (Zr, HF) Cl. Tsirkon erishi. Tsirkon Naoh bilan eriydi va 90% (Zr, HF) O, SiOsi suvda suvda suvda eritilgan NASOSIOga aylanadi. NA (Zr, HF) O tsirkondi va Xafniyni ajratish uchun HNOda eriganidan keyin eritma sifatida ishlatilishi mumkin. Biroq, Sio kolloidlarining mavjudligi soliqni ajratishning o'zaro bog'liqligini qiyinlashtiradi. KIMNI SAFHER VA SUVDA S (zr, hf) foljni olish uchun (zr, hf) olish uchun. Qaror zonkoniy va hofniyni fraktsion kristallanish orqali ajratishi mumkin;
Ikkinchi bosqich - bu zonkoniy va hofniyni ajratish, uni gidofit kislotasi (metil isobutil) tizimi va HNO-TBP (tbp (tbosffat) tizimidan foydalanish. HFCL va ZRLle o'rtasidagi bug'doz bosimidagi farqni (20 dan yuqori atmosfera) yuqori bosim ostida (20 nafar atmosfera) o'zgarishi va xarajatlarni kamaytirish uchun ko'p bosqichli fraksiyalash texnologiyasi o'rganildi. Biroq, (Zr, HF) Cl va HCl nosozligi tufayli, mos keladigan fraktsiya materiallarini topish oson emas va u ZR. va HFCl sifatini kamaytiradi, tozalanish xarajatlarini ko'paytiradi. 70-yillarda u hali ham oraliq o'simlik sinov bosqichida edi;
Uchinchi bosqich - XFOning ikkinchi darajali xlori, xom hfclni kamaytirish uchun olish;
To'rtinchi qadam - HFCl va Magneum kamaytirishning tozalanishi. Bu jarayon ZrClni tozalash va qisqarish bilan bir xil, natijada yarim tayyor mahsulot juda qo'pol shimgichli hofniy.
Beshinchi bosqich - MGCL-ni olib tashlash va ortiqcha metall hofnaning yuqori qismini tiklash uchun xom shimgichli hofiumni bo'shashgan. Agar pasaytiruvchi vosita magniy o'rniga natriydan foydalangan bo'lsa, beshinchi bosqich suvga cho'mish uchun o'zgartirilishi kerak
Saqlash usuli:
Sovuq va shamollatiladigan omborda saqlang. Sparklar va issiqlik manbalaridan uzoqda qoling. Uni oksidlar, kislotalar, gijogenlar va boshqalardan alohida saqlanishi kerak va saqlashni aralashtirishdan saqlaning. Portlash vositasi va shamollatish vositalaridan foydalanish. Uchqunlarga moyil bo'lgan mexanik uskunalar va vositalardan foydalanishni taqiqlaydi. Saqlash maydoni mavjud bo'lmagan materiallar bilan jihozlangan bo'lishi kerak.
O'tish vaqti: sep-25-2023