Hafnium: aplikácie a vlastnosti

Zoznámenie s týmto článkom umožní čitateľovi zistiť, čo je hafnium (chemický prvok), ktorého použitie je človekom široko používané v mnohých oblastiach svojej činnosti. A tiež byť považovaný vlastnosti chemické a fyzikálne charaktere materiálov, výrobné metódy a prítomnosť na planéte, sa považuje stručná história objavu tohto prvku.

Čo je hafnium

Hafnia - chemický prvok v periodickej tabuľke. Uložené v štvrtej skupine, šiesty obdobie, atómové číslo je sedemdesiat dva. Odkazuje na druh jednoduchých látok, má vysokú hustotu a vysokú teplotu topenia, farbu, striebristo biely kov. Hafnia môžu existovať v dvoch modifikáciách. Pod vplyvom teplote asi 2016 Kelvinov typu hexagonálne mriežky, ktoré prešlo allotropic zmien do stavu tela kubický mriežkové podobe, pri teplote miestnosti, má kryštálovú mriežku hexagonálne systému.

Z histórie otváracieho elementu

Objav prvku došlo v roku 1923, robil jeho Derda De Heshevi a Dirk Coster. Boli schopní predvídať Valence, a rôzne kvalitatívne charakteristiky hafnia na základe Bohrova uvažovania, ktorý, podľa poradia, analyzoval prácu Francúza Jeana Urben, kto veril, že objavil Kelti - nový prvok. Avšak, neskôr sa ukázalo, že Kelti bol zmes malého množstva hafnia s lutécium a yterbium.

Niels Bohr, študovať práce a použitie v ich činnosti kvantovo mechanické výpočty ukázali, že hafnium je analógom prvku u čísla 71 v pThe, menovite zirkónium. Derda De Heshevi a Dirk Koster povedal o nájdení nového prvok hafnium, pomenoval podľa mesta, v ktorom bol objav vykonané po tom, čo metódou X-ray, opakovane analyzovali zirkónmi Nórsko a Grónsko. Objav röntgenové difrakcie línií podobnosti umožnilo vedcom oznamuje objavenie nového x-sky prvku.

Spôsoby na prípravu a svetových zásob

Hafnium je v zemskej kôre, ale nevlastní nerast, ale preto, že je "spoločník" zirkónia. Počet hafnia v rudách o 2,5% a ročná produkcia je asi sedemdesiat ton. Hafnia - pomerne drahý materiál, jeho hlavné miesto je sústredená v Austrálii, Južnej Afrike, USA, India a Brazília. Umiestnenie na zoznam krajín, vo vhodných miestach na počte Hf prítomnosti v krajine. Stojí tiež za zmienku, že Rusko a Ukrajina majú pomerne veľké zásoby tohto kovu, istina, ktorá je sústredená v tsirkonome, spadne a baddeleyit.

fyzický popis

Časť fyzikálnych vlastností hafnia bolo uvedené vyššie. Tie môžu byť pridané, že tento kov, ktorý je pri jemne rozptýlené forme, je takmer čierne. Sa taví pri 2233 stupňoch Celzia, začína varu pri 4603 ^C. prierezom pre zachytenie tepelných neutrónov je veľmi vysoká typu. Zirkón, hafnium, na rozdiel, je úroveň sekcia troch rádov slabší. Kým zachytenie hafnia rovná 115 MPa, u zirkónia on len asi 0,2 baru. Hafnium má podobnú úroveň tepelnej kapacity germánia (Ge), je abnormálne. špecifické teplo vrchol je na 60-80 Kelvin. Je nemožné vysvetliť žiadnou teóriu týkajúcu sa Hookeův sily, čo je spôsobené neschopnosťou Einstein superpozícia slúži na poskytovanie krivku s maximálnou.

chemické vlastnosti

Hafnium má x-ical odpor je oveľa silnejší, než analogické zirkónia. kov sám má pomerne veľkú zotrvačnosť, ktorá je spojená s filmom oxidu pasívneho typu, ktorá je vytvorená na hafnia. Najlepšie Hf rozpustiť v kyseline fluorovodíkovej, kyseliny fluorovodíkovej, zmesi kyseliny dusičnej a aqua regia. Pri vysokých teplotách, sa spaľuje v kyslíka a vonku začne oxidovať. Sa môže pripojiť x-parametrom reagovať s halogény. Má vlastnosti hydrofóbne povahy.

Zlúčeniny, di- tri- a tetravalentní Hf

V tomto valenčné hodnoty prvku je variabilná a, v súlade s rôznymi hodnotami počtu možných x-ing väzieb, existuje niekoľko dôležitých hafnia zlúčenín s inými látkami.

Dvojmocné bromid hafnia má tmavo zelenú farbu. Pri teplote 400 stupňov Celzia začína proces rozkladu za vzniku HF a HfBr4. V priemysle sa extrahuje Disproporcionácia HfBr3 vo vákuu pri tepelnom pôsobení.

Trojmocný Hf zastúpené bromidom fosforitým (HfBr3) - látka je čierna a modrá, pekný pevné látky. Pod vplyvom teploty 400 stupňov Celzia začne neprimeraný do dvoch zložiek tetrabrombity dibrombidy a hafnia. Metóda spočíva v dosiahnutí obnovy HfBr4 zahrievaním v vodíka, poprípade za prídavku hliníka.

Zlúčeniny čtyřmocného hafnia sa týka pomerne veľké množstvo zlúčenín, a to HfO2 - to oxid a hydroxid x XYZ vzorcom Hf (OH) 4. Okamžite sa tretrahlorid (HfCl4), fluorid (HfF4), jodid titaničitý (HfI4) a vyššie uvedené tetrabomid hafnia (HFBR), je tu ešte stále fosforečnanu hafnium (Hf (HPO4) 2).

Používa sa v každodennom živote a komunikáciu s medicíne

Hafnium sa nachádza v používaní mnohých oblastiach činnosti ľudskej rasy. To je spôsobené radom akostných znakov, vlastností, ktoré z neho robia nevyhnutný materiál materiál v rôznych odvetviach ľudskej lovu, vojenské a dokonca aj jadrový priemysel robia.

Tak ako sa vám používať hafnium? Použitie v medicíne - je jedným z mnohých možností, kde môžete použiť vlastnosti kovu. Vzhľadom k tomu, hafnia karbidov Heavy-Duty, prakticky nepodlieha korózii, môžu byť použité na výrobu príborov používajú lekári a ich použitia pri výrobe röntgenového zrkadla.

Prvok s vynikajúcimi vlastnosťami, chemická a fyzikálna povahy - je hafnium. Použitie v domácnosti je ako materiál pri výrobe rádiových, rozhlasových a televíznych obrazovkách. To je široko používaný v metalurgickom priemysle s cieľom dodania iných kovov lepšie fyzikálno-technických a mechanických vlastností. Aplikácia hafnia je tiež v x-sky inžinierstva, ale je len zriedka, pretože jeho nedostatku a dôležitejších použitia.

Použitie hafnia vo vojenskej remeslo

Ako inak môžete použiť hafnium? Použitie zapnutia - je ďalšia oblasť ľudskej činnosti, ktorá nie je kompletný bez tohto prvku. Oxidy, silicidy, boridy a karbidy hafnia sú vysoko žiaruvzdorné zlúčeniny, z tohto dôvodu, vo vojenskej lode môže byť použitá ako ochranný náter. Je tiež veľmi sverhzharoprochnym, ktorý umožňuje HF a zlúčeniny na výrobu dielov určených ultrarýchleho lietadiel a rakiet a kozmických lodí.

Od roku 1998 boli podniknuté pokusy vytvoriť "hafnia bombu", založený na izomér 187m2Hf. Ale ako výsledok výskumu a testovania myšlienka bola neudržateľná, je to kvôli nedostatku príležitostí so súčasnými technológiami dosiahnuť uvoľnenie prebytočnej energie z jadra forme izoméru.

Ostatné používa jednoduchý látku hafnia

V oblasti jadrovej energie, spolu s vyššie uvedené oblasti, ale v ešte väčšom počte sú tiež pomocou hafnium. Ak sa použije tento kov? Vzhľadom k jeho schopnosti k záchytu neutrónu HF tyče sú určené pre reguláciu špecializovaného skla a keramiky.

V hafnia relatívne nízku výstupnú práce (3,53eV), a z tohto dôvodu môžu byť použité pri výrobe katód a elektrónových trysiek. Prúd v plynnej fáze jadrovej motory možno nájsť boridy a karbidy hafnia, presnejšie v niektorých konštrukčných prvkov.

Hafnium aj nájde uplatnenie pri výrobe elektrické generátory tepelno-iónovou typu, a je často nájdený v iónových motorov. Na základe HfO2 sú dielektrika, ktoré majú dielektrickú konštantu vyššiu úroveň. Do budúcnosti sa plánuje nahradiť všetky obvyklé oxidu kremičitého v mikroelektronike na oxid HfO2. Táto náhrada sa zvýši index hustoty prvkov na čipe.

Na záver môžeme povedať, že hafnium, ktorého použitie sa odohráva v rôznych odvetviach ľudskej činnosti, počnúc a končiac každodenné vojenské a jadrové elektrárne, je veľmi dôležitým prvkom. To je veľmi vysoký dopyt, a kov v prírode je vždy sprevádzaná zirkón. Raritou a jeho vlastnosti určujú kvalitu vlastnosti relatívne vysoké náklady.