Hafnium: applikaasje en eigenskippen

Kunde mei dit artikel sil aktivearje de lêzer om te finen wat hafnium (gemysk elemint), it brûken dêrfan wurdt in soad brûkt troch man yn in soad gebieten fan syn aktiviteit. En ek wurde beskôge eigenskippen fan de gemyske en fysike karakter fan de materialen, metoaden fan produksje en de oanwêzigens op 'e planeet, wurdt beskôge in koarte skiednis fan' e ûntdekking fan dit elemint.

Wat is hafnium

Hafnium - in gemysk elemint yn de periodike tabel. Opslein yn 'e fjirde groep, de sechste perioade, it atoomnûmer is twa en sauntich. Ferwiist nei in soarte fan ienfâldige stoffen, hat hege tichtheid en hege raanpunt, kleur, sulvereftich-wyt metaal. Hafnium kin bestean yn twa oanpassings. Under de ynfloed fan de temperatuer fan likernôch 2016 Kelvin type hexagonal lattice, nei't er ûndergien allotropic feroarings yn in state lichem sintraal kubike lattice foarm, by keamertemperatuer, it hat in kristal lattice fan hexagonal systeem.

Ut 'e skiednis fan' e iepening elemint

De fynst fan it elemint barde yn 1923, makke syn derd De Heshevi en Dirk Coster. Se wienen by steat om foarsizze de Valence, en ferskate kwalitatyf skaaimerken fan hafnium basearre op Bohr syn bitinken, dat, yn beurt, analysearre it wurk fan de Frânsman Jean Urbena, dy't leaude dat er hie ûntdekt de Kelten - in nij elemint. Mar letter die bliken dat de Kelten wienen in mingsel fan in lytse hoeveelheid hafnium mei lutetium en ytterbium.

Niels Bohr, stúdzje fan it wurk en it mei help yn har aktiviteiten kwantum meganyske berekkeningen bliken dat hafnium is in analoog fan it elemint op nûmer 71 yn PTHE, nammentlik zirconium. Derd De Heshevi en Dirk Koster sei oer it finen fan in nij elemint hafnium, neamd nei de stêd dêr't de ûntdekking waard makke, neidat mei help fan X-ray metoade, herhaaldelijk analysearre de zircons Noarwegen en Grienlân. De ûntdekking fan X-ray Diffraktion rigels fan gelikensens hat meie wittenskippers dan ferkundigje de ûntdekking fan in nij x-sky elemint.

Metoaden mei de tarieding en wrâld reserves

Hafnium is yn de ierdkoarste, mar is net eigner fan it mineraal, mar om't it is de "maat" fan zirconium. Oantal Hf yn ertsen likernôch 2,5%, en de jierlikse produksje is likernôch santich ton. Hafnium - heel duur materiaal, syn wichtichste lokaasje wurdt konsintrearre yn Austraalje, Súd-Afrika, Feriene Steaten, Yndia en Brazilië. Lokaasje te list de lannen yn de passende plakken op it oantal Hf oanwêzigens op it lân. It is ek it neamen wurdich dat Ruslân en Oekraïne hawwe frij grutte reserves fan dit metaal, de wichtichste bedrach dêrfan wurdt konsintrearre yn tsirkonome, falt en baddeleyite.

fysike beskriuwing

In part fan de fysike eigenskippen fan hafnium waard neamd hjirboppe. Dizze kinne jo tafoege, dat dit metaal, dy't dêrby in fyn ferdield foarm, is it hast swart. Smelt om 2233 graden Celsius, kogning begjint om 4603 ^C. dwerstrochsneed foar ynname fan termyske neutroanen is tige hege type. Zirconium, hafnium, yn tsjinstelling ta, is it nivo fan 'e paragraaf trije oarders fan grutte swakker. Wylst it fêstlizzen fan Hf gelyk oan 115 bars, at zirconium er mar sa'n 0,2 bar. Hafnium hat in ferlykber nivo fan waarmte kapasiteit fan germanium (Ge) is foarkomme. spesifike waarmte peak is op 60-80 Kelvin. It is ûnmooglik om te ferklearjen gjin teory ferbân mei Hooke krêft, dat wurdt feroarsake troch it ûnfermogen fan Einstein superposition fan funksjes te foarsjen in kromme mei in maksimum.

gemyske eigenskippen

Hafnium hat x-ical ferset is folle sterker as de analogous zirconium. metaal sels hat in nochal grut inertia, dat wurdt yn ferbân brocht mei in passive type okside film dat is foarme op 'e hafnium. Best Hf ferranen mei hydrofluoric acid, hydrofluoric acid, mingsel fan nitric acid en aqua Regia. By hege temperatueren, it is combusted yn soerstof en outdoors begjint te oxidize. Kinne lid wurde fan de x-parameter reagearre mei halogens. It hat de eigenskippen fan in hidrófobo natuer.

Ferbiningen diminsje tri- en tetravalent Hf

Yn dit elemint Valence wearde is fariabele en, yn oerienstimming mei ferskate wearden fan it oantal mooglike x-ing links, binne der ferskate wichtige hafnium ferbiningen mei oare stoffen.

Divalent dibromide hafnium hat in donkere griene kleur. By in temperatuer fan 400 graden Celsius begjint it ûntleden proses te foarmje de Hf en HfBr4. Yn yndustry extracted disproportionation HfBr3 yn vácuo ûnder termyske ynfloed.

Trivalent Hf fertsjintwurdige tribromide (HfBr3) - de stof is swart en blau, moai bêst. Under de ynfloed fan de temperatuer fan 400 graden Celsius begjint oan ûnevenredige yn twa ûnderdielen tetrabrombity dibrombidy en hafnium. De metoade bestiet by it krijen recovery HfBr4 troch ferwaarming yn wetterstof, mooglik mei de tafoeging fan aluminium.

Ferbiningen fan tetravalent hafnium giet frij grut oantal ferbiningen, nammentlik HfO2 - It dioxide en in hydroxide x XYZ formule Hf (OH) 4. Fuortendaliks wurde tretrahlorid (HfCl4), tetrafluoride (HfF4), tetraiodide (HfI4) en de al neamde tetrabomid hafnium (HfBr), der wurdt noch hydrogenphosphates hafnium (Hf (HPO4) 2).

Used yn it deistich libben en kommunikaasje mei medisinen

Hafnium wurdt fûn yn it brûken fan syn protte gebieten fan aktiviteit fan it minsklik ras. Dit komt troch in ferskaat oan kwaliteit eigenskippen, eigenskippen dy't meitsje dat in ûnmisbere materiaal materiaal yn in ferskaat oan sektoaren fan minsklik jacht, militêre en sels nukleêre yndustry.

Dus hoe brûke hafnium? It brûken yn de medisinen - is ien fan de soad opsjes, wêr kinne jo gebrûk meitsje fan de eigenskippen fan it metaal. Sûnt Hf carbides fan heavy-plicht, praktysk net ûnderwurpen oan corrosie, se kinne brûkt wurde foar it meitsjen fan bestek brûkt wurdt troch artsen en harren gebrûk by it meitsjen fan in X-ray spegel.

Elemint mei treflike eigenskippen fan beide gemyske en fysike natuer - is hafnium. It brûken yn 'e hûs is it as materiaal yn it meitsjen fan radio, radio en tillevyzje buizen. It wurdt in protte brûkt yn de metallurgical yndustry om te impart oare metalen better physico-technysk en meganyske eigenskippen. Hafnium applikaasje is ek yn de x-sky technyk, mar wurdt komselden brûkt fanwege de krapte en de mear wichtige brûkt.

It brûken fan hafnium yn de militêre craft

Hoe oars kin jo brûke in hafnium? It brûken fan arming - is in oare sfear fan minsklike aktiviteit, dat is net folslein sûnder dat elemint. Oxides, silicides, borides en carbides fan hafnium binne tige stege ferbiningen, foar dizze reden, yn it militêre craft kin brûkt wurde as in beskermjende coating. It is ek ekstreem sverhzharoprochnym dat soarget Hf en ferbinings foar de produksje fan de dielen bedoeld ultrafast fleantugen en raketten, en romtesonde.

Sûnt 1998, waard der al besocht om in "hafnium bom", basearre op de isomer 187m2Hf. Mar as gefolch fan ûndersyk en toetsen it idee wie ûnhâldber, is it troch in gebrek oan kânsen mei aktuele technologyen te berikken de frijlitting fan oerstallige enerzjy út 'e kearn fan' e foarm fan 'e isomer.

Oare brûkt simpel stof Hf

Yn nukleêre macht, tegearre mei de boppeneamde gebieten, mar in noch gruttere tal wurde ek brûke hafnium. Dêr't dit metaal wurdt brûkt? Fanwegen syn mooglikheid om neutron ynname fan Hf Roeden binne makke foar it regulearjen fan de spesjalisearre glês en keramyk.

Yn hafnium relatyf lege wurkfunksje (3,53eV) en foar dizze reden kin brûkt wurde yn de produksje fan cathodes en elektron kanonnen. It jet fan gas-fase nukleêre motors kinne te finen borides en carbides fan hafnium, en mear krekt yn guon fan 'e strukturele eleminten.

Hafnium sels fynt applikaasje yn it meitsjen fan elektryske Generators thermionic type en wurdt faak fûn yn ion motors. Oan de basis fan HfO2 binne dielectrics hawwen fan in dielectric konstante heger nivo. Yn de takomst wurdt it plan om ferfange al fan de wenstige silisium okside yn Microelectronics op HfO2 okside. Dizze ferfanging sil tanimme de yndeks fan tichtheid eleminten op 'e chip.

Yn konklúzje kinne wy sizze dat de hafnium, it brûken fan dat fynt plak yn in ferskaat oan sektoaren fan minsklike aktiviteit, begjint en einiget mei it deistich militêre en nukleêre, is in tige wichtich elemint. Dit is in tige grutte fraach, en it metaal yn de natuer is altyd beselskippe zirconium. De seldsumheid en syn skaaimerken bepale de kwaliteit skaaimerken fan relatyf hege kosten.