Hafnium: դիմումը եւ հատկությունները

Ծանոթությունը այս հոդվածում թույլ կտա ընթերցողին է պարզել, թե ինչ է hafnium (քիմիական տարր), օգտագործումը, որը լայնորեն օգտագործվում է մարդու շատ ոլորտներում իր գործունեության. Եվ նաեւ կարելի է համարել հատկությունների քիմիական եւ ֆիզիկական բնույթի նյութերի, արտադրության արդյունավետ մեթոդների եւ ներկայությամբ վրա մոլորակի, կհամարվի համառոտ պատմությունը հայտնաբերելու այս տարրի.

Որն է hafnium

Hafnium - քիմիական տարր է պարբերական աղյուսակի. Պահվում է չորրորդ խմբում, վեցերորդ ժամկետը, ատոմային թիվն է յոթանասուներկու հոգի. Վերաբերում է մի տեսակ պարզ նյութերի, ունի բարձր խտության եւ բարձր հալեցման կետը, գույնը, արծաթափայլ-սպիտակ մետաղ: Hafnium կարող է գոյություն ունենալ երկու փոփոխություններով: Ազդեցության տակ ջերմաստիճանի մոտ 2016 թ. Kelvin տեսակի hexagonal վանդակավոր, կրելով allotropic վերածվում է պետական մարմինը, կենտրոնացված խորանարդ վանդակավոր ձեւով, սենյակային ջերմաստիճանում, այն ունի մի բյուրեղյա վանդակավոր է hexagonal համակարգի.

Պատմությունից բացման տարր

Հայտնաբերելու տարրի տեղի է ունեցել 1923 թ., Իր Derd Դե Heshevi եւ Դիրկ coster: Նրանք կարողացան կանխատեսել Վալանս եւ տարբեր որակական բնութագրիչները hafnium հիման վրա Bohr հիմնավորմամբ, որն, իր հերթին, վերլուծվում աշխատանքը ֆրանսիացի Ժան Urbena, ով հավատում է, որ ինքը հայտնաբերել է կելտերի մի նոր տարր: Սակայն, ավելի ուշ պարզվել է, որ Celts էին մի խառնուրդ մի փոքր քանակությամբ hafnium հետ lutetium եւ ytterbium.

Niels Bohr, ուսումնասիրելով աշխատանքը եւ, օգտագործելով իրենց գործունեության քվանտամեխանիկական հաշվարկները ցույց են տվել, որ hafnium է անալոգային տարր թվի 71 PTHE, մասնավորապես Ցիրկոնիում. Derd De Heshevi եւ Դիրկ Koster մասին ասել է գտնելու նոր տարր hafnium անվան քաղաքին, որտեղ այս հայտնագործությունն արել, հետո օգտագործելով X-ray մեթոդը, բազմիցս վերլուծեց zircons Նորվեգիա եւ Greenland. Հայտնաբերելու X-ray դիֆրակցիոն գծերի նմանության թույլ է տվել գիտնականներին հայտարարում է հայտնաբերելու նոր x-sky տարր.

Մեթոդներ նախապատրաստման եւ համաշխարհային պաշարների

Hafnium է երկրակեղեւի, սակայն չի պատկանում հանքային, բայց քանի որ դա «ուղեկիցը» ցիրկոնի: Միավորների քան-HF է հանքաքարի մոտ 2.5%, իսկ տարեկան արտադրանքը կազմում է մոտ յոթանասուն տոննա: Hafnium - ը բավականին թանկ նյութ, նրա հիմնական վայրը, որը կենտրոնացված է Ավստրալիայում, Հարավային Աֆրիկայում, ԱՄՆ-ի, Հնդկաստանի եւ Բրազիլիայի. Որտեղից ցուցակին երկրներին համապատասխան վայրերում թվի HF ներկայության երկրում: Հարկ է նաեւ նշել, որ Ռուսաստանը եւ Ուկրաինան ունեն բավականին մեծ պաշարներ Այս մետաղի, որ մայր գումարը, որը կենտրոնացված է tsirkonome, ընկնում եւ baddeleyite:

ֆիզիկական նկարագրությունը

Մի մասը ֆիզիկական հատկությունների hafnium նշվել է վերեւում. Դրանք կարող են ավելացվել, որ այս մետաղի, որը հաշվի է Նյութի մանր բաժանված ձեւ, դա գրեթե սեւ: Melts ժամը 2233 աստիճանով Celsius, եռում սկսվում է 4603 ^C. խաչաձեւ բաժնում համար գրավման ջերմային նեյտրոնների շատ բարձր տեսակ է: Ցիրկոնիում, hafnium, ի տարբերություն, այն է, որ մակարդակը բաժնի երեք պատվերներ մագնիտուդով թույլ. Իսկ capturing HF հավասար է 115 ճաղերի, ժամը ցիրկոնիումի նա միայն մոտ 0.2 բար. Hafnium ունի նման մակարդակի ջերմային հզորությամբ գերմանիումի (GE) աննորմալ. հատուկ ջերմային գագաթը գտնվում է 60-80 Kelvin: Դա անհնար է բացատրել, որեւէ տեսությունը կապված Հուկը ուժի, որը առաջացրել է անկարողության Էյնշտեյնի superposition գործառույթների է ապահովել կորի հետ առավելագույնը:

քիմիական հատկությունները

Hafnium ունի x-iCal դիմադրություն շատ ավելի ուժեղ է, քան նույն Ցիրկոնիում. մետաղական ինքն ունի բավականին մեծ իներցիա, որը կապված է մի պասիվ տիպի օքսիդի ֆիլմի, որը ձեւավորվել է hafnium: Լավագույն Hf արձակում է hydrofluoric թթու, hydrofluoric թթու, խառնուրդից ազոտական թթվի եւ aqua ռեգիա: Բարձր ջերմաստիճանի, այն այրվել է թթվածնի եւ դրսում սկսում է օքսիդացնել. Կարող է միանալ x-պարամետր արձագանքել հալոգեններից: Այն ունի հատկությունների մի hydrophobic բնության.

Միացություններ դի- tri- եւ tetravalent HF

Այս տարրը վալենտային արժեքի փոփոխական է եւ, համաձայն տարբեր արժեքների թվի հնարավոր x-ing հղումներ, կան մի քանի կարեւոր hafnium միացություններ, այլ նյութերի.

Divalent dibromide hafnium ունի մուգ կանաչ գույն: Է ջերմաստիճանի 400 աստիճանով Celsius սկսվում է տարրալուծման գործընթացը ձեւավորելու HF եւ HfBr4. Ի արդյունաբերության արդյունահանվող disproportionation HfBr3 է Վակումային տակ ջերմային ազդեցության:

Trivalent Hf ներկայացված tribromide (HfBr3) նյութը սեւ եւ կապույտ, բավականին ամուր. Ազդեցության տակ ջերմաստիճանի 400 աստիճանով Celsius սկսում է անհամաչափ մեջ երկու բաղադրիչների tetrabrombity dibrombidy եւ hafnium: Որ մեթոդը կայանում է ձեռք բերելու վերականգնման HfBr4 է ջեռուցման ի ջրածին, ընտրովի հետ: Բացի ալյումինի.

Միացությունները tetravalent hafnium վերաբերում բավականին մեծ թվով միացությունների, մասնավորապես HfO2 - դա երկօքսիդ եւ հիդրօքսիդ x XYZ բանաձեւով Hf (OH) 4. Անմիջապես են tretrahlorid (HfCl4), tetrafluoride (HfF4), tetraiodide (HfI4) եւ նշված tetrabomid hafnium (HfBr), դեռեւս hydrogenphosphates hafnium (Hf (HPO4) 2):

Օգտագործվում առօրյա կյանքում եւ կապի հետ բժշկության

Hafnium գտնվում է օգտագործման իր բազմաթիվ ոլորտներում գործունեության մարդկային ցեղի. Սա պայմանավորված է մի շարք որակական հատկանիշների, հատկությունները, որ այն անփոխարինելի նյութ նյութ է մի շարք ոլորտներում մարդկային որսորդության, ռազմական եւ նույնիսկ միջուկային արդյունաբերության.

Այսպիսով, ինչպես եք օգտագործել hafnium: Օգտագործումը բժշկության մեկն է բազմաթիվ տարբերակներ, որտեղ դուք կարող եք օգտագործել հատկությունների մետաղի. Քանի որ HF կարբիդների ծանր պարտականությունը, գործնականում չի ենթարկվում կորոզիայի, նրանք կարող են օգտագործվել արտադրության դանակ - պատառաքաղ, որն օգտագործվում է բժիշկների եւ դրանց օգտագործման արտադրության X-ray հայելու.

Տարր գերազանց հատկությունների, այնպես էլ քիմիական եւ ֆիզիկական բնույթի է hafnium. Օգտագործումը է տանը, դա որպես նյութի արտադրության ռադիո, ռադիո եւ հեռուստատեսային խողովակների. Այն լայնորեն օգտագործվում է մետաղագործական արդյունաբերության, որպեսզի տարածելու այլ մետաղներ ավելի լավ ֆիզիկաքիմիական տեխնիկական եւ մեխանիկական հատկությունները. Hafnium դիմում է նաեւ X-sky ճարտարագիտության, սակայն հազվադեպ է օգտագործվում, քանի որ իր սակավության եւ ավելի կարեւոր օգտագործման համար:

Օգտագործումը hafnium է ռազմական նավեր

Ինչպես այլապես կարող եք օգտագործել hafnium. Օգտագործումը սպառազինության - եւս մեկ ոլորտն մարդկային գործունեության, որը ոչ թե ամբողջական, առանց այս տարր. Օքսիդներ, սիլիցիդներ, բորիդներ եւ կարբիդներ hafnium են բարձր հրակայուն միացություններ, այս պատճառով է, ռազմական նավեր կարող է օգտագործվել որպես պաշտպանիչ շերտ. Այն նաեւ չափազանց sverhzharoprochnym որ թույլ է տալիս HF եւ միացություններ համար արտադրության մասերի նախատեսված բարձրորակ գերարագ ինքնաթիռներ եւ հրթիռներ, եւ տիեզերանավի.

1998 թ.-ից, փորձեր են արվում ստեղծել «հաֆնիում ռումբ", որը հիմնված է իզոմերի 187m2Hf: Բայց, որպես ուսումնասիրության արդյունքում եւ փորձարկման գաղափարը եղել է սնանկ, դա բացակայության պատճառով հնարավորությունների հետ ընթացիկ տեխնոլոգիաների հասնելու ազատ արձակել ավելորդ էներգիայի առանցքում ձեւով իզոմերի:

Այլ օգտագործում պարզ նյութ HF

Ատոմային էներգիայի հետ մեկտեղ վերը նշված ոլորտներում, սակայն ավելի մեծ թվով օգտագործում են նաեւ hafnium: Որտեղ այդ մետաղական օգտագործվում է. Քանի որ իր կարողությունը նեյտրոնային գրավման HF ձողերով կատարվում են կարգավորման մասնագիտացված ապակու եւ կերամիկայի:

Ի hafnium համեմատաբար ցածր աշխատանքային ֆունկցիա (3,53eV) եւ այդ պատճառով է, որ այն կարող է օգտագործվել արտադրության cathodes եւ էլեկտրոնային guns մասին: Որ Jet Գազի փուլ միջուկային շարժիչների կարելի բորիդներ եւ կարբիդներ hafnium, եւ ավելի ճիշտ է որոշ կառուցվածքային տարրերի.

Hafnium նույնիսկ գտնում է դիմում արտադրության էլեկտրական գեներատորների thermionic տեսակի եւ հաճախ հայտնաբերվել է իոնային շարժիչների. Հիման վրա HfO2 են դիէլեկտրիկների ունեցող Դիէլեկտրիկ մշտական բարձր մակարդակ: Հետագայում նախատեսվում է փոխարինել բոլոր սովորական սիլիկոնային օքսիդի միկրոէլեկտրոնիկայի վրա HfO2 օքսիդ. Այս փոխարինում կբարձրացնի ցուցանիշը խտության տարրերի վրա chip.

Ամփոփելով կարող ենք ասել, որ hafnium, որոնց օգտագործումը տեղի է ունենում մի շարք ոլորտներում մարդկային գործունեության, սկսած եւ վերջացրած ամենօրյա ռազմական եւ միջուկային, չափազանց կարեւոր տարր. Սա շատ բարձր պահանջարկ, եւ մետաղյա բնության միշտ ուղեկցվում ցիրկոնիումը: Հնություներին եւ նրա առանձնահատկությունները որոշելու համար որակի բնութագրերի համեմատաբար բարձր գնով: