Hafnium: ansökan och egenskaper

Bekantskap med denna artikel gör det möjligt för läsaren att ta reda på vad som är hafnium (grundämne), vars användning i stor utsträckning används av människan i många områden i sin verksamhet. Och också anses egenskaperna hos den kemiska och fysikaliska naturen hos de material, produktionsmetoder och närvaron på planeten, kommer att betraktas som en kort historia av upptäckten av detta element.

Vad är hafnium

Hafnium - ett grundämne i det periodiska systemet. Lagras i den fjärde gruppen, den sjätte perioden, är atomnumret sjuttiotvå. Hänvisar till en typ av enkla ämnen, har hög densitet och hög smältpunkt, färg, silvervit metall. Hafnium kan existera i två modifikationer. Under inverkan av temperatur på ca 2016 Kelvin typ hexagonalt gitter, som har genomgått allotropa förändringar i ett tillstånd rymdcentrerat kubiskt gitter form, vid rumstemperatur, den har ett kristallgitter av hexagonalt system.

Från historien om öppningselementet

Upptäckten av elementet inträffade 1923, gjorde sin Derd De Heshevi och Dirk Coster. De kunde förutsäga valens och olika kvalitativa egenskaper hos hafnium baserad på Bohr resonemang, vilket i sin tur analyserade arbetet i fransmannen Jean Urbena, som trodde att han hade upptäckt kelterna - ett nytt element. Men senare visade det sig att kelterna var en blandning av en liten mängd av hafnium med lutetium och ytterbium.

Niels Bohr, studera arbete och med användning i deras verksamhet kvantmekaniska beräkningar visade att hafnium är en analog av elementet på nummer 71 i PTHE, nämligen zirkonium. Derd De Heshevi och Dirk Koster sade om att hitta ett nytt element hafnium, uppkallad efter stad där upptäckten gjordes, efter att ha använt röntgenmetod, vid upprepade tillfällen analyserat zircons Norge och Grönland. Upptäckten av röntgendiffraktions-linjerna av likhet har tillåtit forskare att tillkännage upptäckten av en ny x-sky elementet.

Metoder för att framställa och världens reserver

Hafnium är i jordskorpan, men äger inte mineral, men eftersom det är "följeslagare" av zirkonium. Antal Hf i malmer ca 2,5%, och den årliga produktionen är cirka sjuttio ton. Hafnium - en ganska dyr material, är dess främsta läge koncentreras i Australien, Sydafrika, USA, Indien och Brasilien. Plats för att lista de länder i lämpliga ställen på antalet Hf närvaro i landet. Det är också värt att nämna att Ryssland och Ukraina har ganska stora reserver av denna metall, kapitalbeloppet som är koncentrerad till tsirkonome faller och baddeleyit.

fysisk beskrivning

En del av de fysikaliska egenskaperna hos hafnium nämndes ovan. Dessa kan tillsättas, att denna metall, som äger en finfördelad form, är det nästan svart. Smälter vid 2233 grader Celsius, börjar kokning vid 4603 ^C. tvärsnitt för infångning av termiska neutroner är mycket hög typ. Zirkonium, hafnium, till skillnad från, är nivån i avsnitt tre storleksordningar svagare. Samtidigt fånga Hf lika med 115 bar, vid zirkonium han bara ca 0,2 bar. Hafnium har en liknande nivå av värmekapaciteten hos germanium (Ge) är onormal. specifik värmetoppen är vid 60-80 Kelvin. Det är omöjligt att förklara någon teori relaterad till Hooke kraft, som orsakas av oförmåga Einstein överlagring av funktioner för att ge en kurva med ett maximum.

kemiska egenskaper

Hafnium har x-ical resistens är mycket starkare än den analoga zirkonium. metallen själv har en ganska stor tröghet, vilken är associerad med en passiv typ oxidfilm som är bildad på hafnium. Bästa Hf upplösas i fluorvätesyra, fluorvätesyra, blandning av salpetersyra och kungsvatten. Vid höga temperaturer, är det förbränns i syre och börjar utomhus för att oxidera. Kan ansluta sig till X-parametern reagerade med halogener. Det har egenskaperna för en hydrofoba karaktär.

Föreningar di- tri- och tetravalenta Hf

I detta element valensvärde är variabel och, i enlighet med olika värden på antalet möjliga x-ing länkar, finns det flera viktiga hafniumföreningar med andra substanser.

Divalenta dibromid hafnium har en mörkgrön färg. Vid en temperatur på 400 grader Celsius börjar nedbrytningsprocessen för att bilda den Hf och HfBr4. Inom industrin extraheras disproportionering HfBr3 i vakuum enligt termisk påverkan.

Trivalent Hf representerade tribromid (HfBr3) - om ämnet är svart och blå, ganska fast. Under inverkan av temperatur på 400 grader Celsius börjar oproportionerlig i två komponenter tetrabrombity dibrombidy och hafnium. Metoden består i att erhålla återvinning HfBr4 genom upphettning i väte, eventuellt med tillsats av aluminium.

Föreningar av fyrvärt hafnium hänför ganska stort antal föreningar, nämligen HfO2 - det dioxid och en hydroxid x XYZ formeln Hf (OH) 4. Omedelbart är tretrahlorid (HfC4), tetrafluorid (HfF4) -tetrajodid (HfI4) och ovannämnda tetrabomid hafnium (HFBR), finns det fortfarande hydrogenphosphates hafnium (Hf (HPO4) 2).

Används i vardagen och kommunikation med medicin

Hafnium finns i användningen av dess många verksamhetsområden av den mänskliga rasen. Detta beror på en rad olika kvalitetsegenskaper, egenskaper som gör det till ett oumbärligt materialhantering i olika sektorer av mänsklig jakt, militär och även kärnkraftsindustrin.

Så hur du använder hafnium? Användningen inom medicinen - är ett av många alternativ, där du kan använda egenskaperna för metallen. Sedan Hf karbider av tunga, praktiskt taget inte är föremål för korrosion, kan de användas för tillverkning av bestick som används av läkare och deras användning vid framställning av ett röntgen spegel.

Element med utmärkta egenskaper både kemiska och fysiska naturen - är hafnium. Användningen i hemmet är det som material för tillverkning av radio, radio- och TV-rör. Den används ofta inom metallurgin för att ge andra metaller bättre fysikalisk tekniska och mekaniska egenskaper. Hafnium ansökan är också i x-sky teknik, men används sällan på grund av dess brist och de viktigaste användningsområdena.

Användningen av hafnium i det militära farkoster

Hur annars kan du använda en hafnium? Användningen av beväpning - är en annan sfär av mänsklig aktivitet, som inte är komplett utan detta element. Oxider, silicider, borider och karbider av hafnium är mycket eldfasta föreningar, av denna anledning, i militära farkoster kan användas som en skyddande beläggning. Det är också ytterst sverhzharoprochnym som tillåter Hf och föreningar för produktion av delar som är avsedda ultra flygplan och missiler, och rymdfarkoster.

Sedan 1998 gjordes försök att skapa en "hafnium bomb", baserad på isomeren 187m2Hf. Utan som ett resultat av forskning och testning tanken var ohållbar, är det på grund av brist på möjligheter med nuvarande teknik för att uppnå frisättning av överskottsenergi från kärnan i form av isomeren.

Andra användningsområden enkel substans Hf

I kärnkraft, tillsammans med de ovan nämnda områden, men ett ännu större antal använder också hafnium. Där denna metall används? På grund av sin förmåga att neutroninfångning HF stavar görs för reglering av den specialiserade glas och keramik.

I hafnium relativt låg arbetsfunktion (3,53eV) och av detta skäl kan den användas vid framställning av katoder och elektronkanoner. Strålen av gas-fas nukleära motorer kan hittas borider och karbider av hafnium, och närmare bestämt i vissa av de strukturella element.

Hafnium finner även tillämpning vid tillverkning av elektriska generatorer termojonisk typ och finns ofta i ion motorer. På grundval av HfO2 är dielektrika med en dielektrisk konstant högre nivå. I framtiden är det tänkt att ersätta alla de vanliga kiseloxid i mikroelektronik på HfO2 oxid. Detta utbyte kommer att öka indexet för densitetselement på chipet.

Sammanfattningsvis kan vi säga att hafnium, vars användning sker i en mängd olika sektorer av mänsklig verksamhet, som börjar och slutar med det dagliga militära och kärnkraft, är en mycket viktig faktor. Detta är en mycket hög efterfrågan, och metallen i naturen är alltid åtföljs zirkonium. Sällsynthet och dess egenskaper bestämma kvalitetsegenskaper med relativt höga kostnader.