Hafniul: aplicarea și proprietăți

Cunoștință cu acest articol va permite cititorului de a afla ce este hafniu (element chimic), a cărui utilizare este utilizat pe scară largă de către om în multe domenii ale activității sale. Și, de asemenea, luate în considerare proprietățile de natura chimică și fizică a materialelor, metodele de producție și prezența pe planetă, va fi considerată o scurtă istorie a descoperirii acestui element.

Ce este hafniu

Hafniu - un element chimic în tabelul periodic. Stocat în al patrulea grup, a șasea perioadă, numărul atomic este șaptezeci și doi. Se referă la un tip de substanțe simple are o densitate ridicată și punct de topire ridicat, culoare, metal alb-argintiu. Hafniul poate exista în două modificări. Sub influența temperaturii de aproximativ 2016 Kelvin zăbrele hexagonale, care a suferit modificări alotropice într-o formă rețea cubică stare corp-centrat, la temperatura camerei, are o rețea cristalină de sistem hexagonal.

Din istoria elementului de deschidere

Descoperirea elementului a avut loc în 1923, a făcut Derd lui De Heshevi și Dirk Coster. Ei au fost capabili să prezică valenta, și diferite caracteristici calitative ale hafniu bazate pe raționamentul lui Bohr, care, la rândul său, a analizat activitatea francezului Jean Urbena, care credea că a descoperit celții - un element nou. Cu toate acestea, mai târziu sa dovedit că celții au fost un amestec dintr-o cantitate mică de hafniu cu lutețiu și yterbiu.

Niels Bohr, studiind lucrările și utilizarea în activitățile lor calcule mecanice cuantice au arătat că hafniu este un analog al elementului de la numărul 71 în PTHE, și anume zirconiu. Derd De Heshevi și Dirk Koster a spus despre găsirea unui nou element de hafniu, numit după orașul în care a fost făcută descoperirea, după utilizarea metodei de raze X, a analizat în mod repetat zirconiul Norvegia și Groenlanda. Descoperirea liniilor de difracție cu raze X de similaritate a permis oamenilor de știință să anunțe descoperirea unui nou element x-cer.

Metodele de preparare și rezervele mondiale

Hafniu este în scoarța terestră, dar nu deține minerale, ci pentru că este „companion“ de zirconiu. Numărul în minereuri aproximativ HF 2,5%, iar producția anuală este de aproximativ șaptezeci de tone. Hafniu - un material destul de scump, locația sa principală este concentrată în Australia, Africa de Sud, Statele Unite ale Americii, India și Brazilia. Locație pentru a lista țărilor în locurile corespunzătoare privind numărul prezenței în țară HF. De asemenea, este demn de menționat faptul că Rusia și Ucraina au rezerve destul de mari din acest metal, a cărei valoare principală este concentrată în tsirkonome, cade și baddeleite.

descriere fizică

O parte a proprietăților fizice ale hafniu a fost menționat mai sus. Acestea pot fi adăugate, că acest metal, care este de a lua o formă fin divizată, este aproape negru. Topituri la 2233 grade Celsius, fierbere începe la 4603 ^{° C} secțiune transversală pentru captarea de neutroni termici este de tip foarte mare. Zirconiul, hafniu, spre deosebire, este nivelul secțiunii trei ordine de mărime mai slabă. In timp ce capturarea egală cu 115 HF bari, la zirconiu el doar aproximativ 0,2 bari. Hafniu are un nivel similar de capacitate termică de germaniu (Ge) este anormal. vârf de căldură specific este la 60-80 Kelvin. Este imposibil de a explica orice teorie legată de forța Hooke, care este cauzată de incapacitatea Einstein superpoziție de funcții pentru a oferi o curbă cu un maxim.

chimice

Hafniul are rezistență x ical este mult mai puternic decât zirconiu analog. de metal în sine are o inerție destul de mare, care este asociat cu un strat de oxid de tip pasiv, care se formează pe hafniu. Cel mai bun se dizolvă în acid Hf fluorhidric, acid fluorhidric, amestec de acid azotic și apă regală. La temperaturi ridicate, este arsă în oxigen și în aer liber începe să se oxideze. Se poate alătura x-parametru reacționat cu halogeni. Are proprietăți de natură hidrofobă.

Compușii di- tri- și tetravalent HF

În această valoare de valență element este variabilă și, în conformitate cu diferite valori ale numărului de posibile legături-ing x, există o serie de compuși de hafniu importante cu alte substanțe.

Bivalente dibromură hafniu are o culoare verde închis. La o temperatură de 400 grade Celsius începe procesul de descompunere, pentru a forma HF și HfBr4. In industria extras disproporționării HfBr3 sub vid sub influența termică.

Trivalent reprezentat tribromură Hf (HfBr3) - substanța este negru și albastru, destul de solid. Sub influența temperaturii de 400 grade Celsius începe să disproporționată în două componente tetrabrombity dibrombidy și hafniu. Metoda constă în obținerea de recuperare HfBr4 prin încălzirea în hidrogen, eventual cu adaos de aluminiu.

Compușii de hafniu tetravalent se referă număr destul de mare de compuși, și anume HfO2 - l bioxid și un hidroxid x formula XYZ Hf (OH) 4. Imediat sunt tretrahlorid (HfCl4), tetrafluorura (HfF4), tetraiodura (HfI4) și tetrabomid hafniu menționată mai sus (HFBR), există încă hydrogenphosphates hafniu (Hf (HPO4) 2).

Folosit în viața de zi cu zi și de comunicare cu medicina

Hafniu se găsește în utilizarea multor domeniile sale de activitate ale rasei umane. Acest lucru se datorează o varietate de caracteristici de calitate, proprietăți pe care un material de material indispensabil într-o varietate de sectoare de vânătoare umane, militare și chiar industria nucleară fac.

Deci, cum vă folosiți hafniu? Utilizarea în medicină - este una dintre mai multe opțiuni, în cazul în care puteți utiliza proprietățile metalului. Deoarece carburile de heavy-Hf duty, practic, nu sunt supuse coroziunii, acestea pot fi utilizate pentru fabricarea de tacâmuri utilizate de către medici și utilizarea lor în fabricarea unei oglinzi cu raze X.

Element cu proprietăți excelente atât de natură chimică și fizică - este hafniu. Utilizarea in casa este ca un material în fabricarea tuburilor de radio, radio și televiziune. Acesta este utilizat pe scară largă în industria metalurgică, în scopul de a conferi alte metale fizico-tehnice și mecanice proprietăți mai bune. cerere hafniu este, de asemenea, în industria constructoare de x-cer, dar este rareori folosit din cauza rarității sale și mai importante utilizări.

Utilizarea de hafniu în ambarcațiunea militară

Cum altfel se poate folosi un hafniu? Utilizarea de armare - este o altă sferă de activitate umană, care nu este completă fără acest element. Oxizii, siliciuri, boruri și carburile de hafniu sunt compuși foarte refractare, din acest motiv, în ambarcațiuni militare pot fi utilizate ca un strat protector. De asemenea, este extrem de sverhzharoprochnym, care permite și compuși pentru HF producerea de piese destinate aeronavelor ultrarapid și rachete și nave spațiale.

Din 1998, au fost făcute încercări de a crea o „bombă hafniu“, bazată pe izomer 187m2Hf. Dar, ca rezultat al cercetării și testarea ideea a fost de neconceput, este din cauza lipsei de oportunități cu tehnologiile actuale pentru a realiza eliberarea de excesul de energie din miezul formei de izomer.

Alte utilizări substanță simplă HF

În energia nucleară, împreună cu zonele menționate mai sus, dar un număr și mai mare sunt, de asemenea, folosind hafniu. În cazul în care se utilizează acest metal? Datorită capacității sale de a captura neutronilor de tije de insuficiența cardiacă sunt făcute pentru reglementarea sticlei și ceramicii de specialitate.

În funcție de hafniu de muncă relativ scăzută (3,53eV) și din acest motiv poate fi utilizat în producția de catozi și arme de electroni. Jetul motoarelor nucleare fază gazoasă poate fi găsit boruri și carburile de hafniu, și mai precis în unele dintre elementele structurale.

Hafniul găsește chiar aplicarea în fabricarea generatoarelor electrice tip termoionic și este adesea găsit în motoarele ionice. Pe baza HfO2 sunt dielectrici care au un nivel mai ridicat constanta dielectrică. În viitor este planificată pentru a înlocui toate din oxid de siliciu obișnuit în domeniul microelectronicii pe oxid de HfO2. Această înlocuire va crește indicele elementelor de densitate pe chip.

În concluzie putem spune că hafniu, a căror utilizare are loc într-o varietate de sectoare ale activității umane, începând și terminând cu militare și nucleare de zi cu zi, este un element extrem de important. Aceasta este o cerere foarte mare, iar metalul în natură este întotdeauna însoțită de zirconiu. Raritate și caracteristicile sale determină caracteristicile de calitate ale costului relativ ridicat.