Pin
Send
Share
Send


Хафниум (химиялық белгі Hf, атом нөмірі 72) - бұл жылтыр, күміс сұр металл. Химиялық тұрғыдан ол цирконийге ұқсайды және цирконий минералдарында кездеседі. Ол филменттер мен электродтардағы вольфрам қорытпаларында қолданылады, сонымен қатар атом электр станцияларындағы басқару өзектерінде нейтронды сіңіргіш ретінде әрекет етеді.

Оқиға

Гафний металы

Хафний табиғи цирконий қосылыстарында кездеседі, бірақ ол табиғатта бос элемент ретінде жоқ. Құрамында цирконий бар минералдар, мысалы, альвит (Hf, Th, Zr) SiO4 Н2O, торвейтит және циркон (ZrSiO)4), әдетте, бірден бес пайызға дейінгі гафнийді қамтиды. Хафний мен цирконийдің химиясы бірдей, бұл екеуін ажыратуды қиындатады. Өндірілген гафний металдарының жартысына жуығы цирконийді қайта өңдеудің жанама өнімі болып табылады. Бұл кролл процесінде гафнийді (IV) хлориді магний немесе натриймен төмендету арқылы жасалады.

Тарих

Хафниум (латын Хафния «Копенгаген үшін», оның туған қаласы Ниель Бор) Дирк Костер және Георг фон Хевеси 1923 жылы Данияның Копенгаген қаласында ашылған. Бор теориясына сүйене отырып, бұл элемент циркониймен байланысты болады деп болжанып, ақырында Норвегияда жүргізілген рентгендік спектроскопиялық талдау арқылы минералды цирконнан табылды.

Бұл металл цирконийден екі есе аммиакты немесе калий фторидтерін Джанцен және фон Хевесейдің қайта кристалдануы арқылы бөлінді. Металл гафнийді алдымен Антон Эдуард ван Аркель мен Ян Хендрик де Боер қыздырған вольфрам жіпшесінің үстіне тетраиодидті бу жіберіп дайындады.

Копенгаген университетінің ғылым факультеті мөрінде гафнийдің стильдендірілген бейнесін қолданады.

Белгілі сипаттамалары

Хафниум - лютеций мен тантал арасындағы периодтық кестенің алты кезеңінде орналасқан өтпелі металл. Сонымен қатар, ол төртінші топта (бұрынғы 4В тобы), цирконийден төмен орналасқан. Бұл икемді және коррозияға төзімді, ал оның химиялық қасиеттері цирконийдің химиялық қасиеттерімен жақын. Гафнийдің қасиеттеріне цирконий қоспалары айтарлықтай әсер етеді, сондықтан бұл екі элемент бөлуге қиын. Олардың арасындағы бірден-бір елеулі айырмашылық олардың тығыздығы-цирконий гафнийден жартысына жуық тығыз.

Бұл металл концентрацияланған сілтілерге төзімді, бірақ галогендер онымен гафний тетрахалидтерін түзеді. Жоғары температурада гафний оттегімен, азотпен, көміртегімен, бормен, күкіртпен және кремниймен әрекеттеседі. Хафниум карбиді - ең белгілі отқа төзімді екілік қосылыс, ал гафний нитриді - барлық белгілі металл нитридтерінің ішіндегі ең отқа төзімді, балқу температурасы 3310 ° C.

Hf-178-m2 ядролық изомері де гамма-сәулелердің каскадтарының көзі болып табылады, олардың энергиясы ыдырауға 2,45 МэВ құрайды. Айта кетерлігі, кез-келген элементтің салыстырмалы ұзақ өмір сүретін изомерінің қозу энергиясы ең жоғары. Таза Hf-178-м2-нің бір граммында шамамен 1330 мегаюль энергия болады, бұл шамамен 317 кило (700 фунт) TNT жарылысына тең. Мұндай жоғары концентрацияланған энергияны қажет ететін қолданбалар қызығушылық тудырады. Мысалы, гамма-сәулелік лазерлер үшін мүмкін қуат көзі ретінде зерттелген.

Қолданбалар

Хафний ядролық реакторларға бақылау таяқшаларын жасау үшін қолданылады, өйткені ол нейтрондарды сіңіру қабілетіне ие (жылу нейтронды сіңіру қимасы цирконийден 600 есе жуық), тамаша механикалық қасиеттері және ерекше коррозияға төзімділігі.

Басқа мақсаттар:

  • Газ толтырылған және қыздыру лампаларында оттегі мен азотты қоқысқа лақтыруға арналған.
  • Плазмалық кесу кезіндегі электрод ретінде, ол электронды ауаға төгуге қабілетті.
  • Темір, титан, ниобий, тантал және басқа металдар бар қорытпаларда.
  • Хафниум диоксиді - интегралды схемалардың болашақ ұрпақтарында High-K қақпасы оқшаулағыштарына үміткер.

Ұсынылатын пайдалану

  • DARPA гафнийдің ядролық изомерін (жоғарыда айтылған Hf-178-m2) пайдалану мүмкіндігін қарапайым рентген-триггерлік механизмдері бар шағын, жоғары өнімді қару-жарақтарды құру үшін айқындау жөніндегі бағдарламаларды АҚШ-та уақытша қаржыландырады. гамма эмиссиясы. Бұл жұмыс халықаралық қоғамдастықтың жиырма жылдан астам уақыттан бері жүргізіп келе жатқан зерттеулерінің нәтижесінде жинақталған энергияны сұранысқа сәйкес шығару тәсілдері. Бұл бағдарламаға айтарлықтай қарсылық бар, өйткені идея жұмыс істемеуі мүмкін1 және қатыспаған елдер өздерінің одан әрі дамуы мен қарапайым ядролық қаруды жинақтауды негіздейтін «изомерлі қарулардың алшақтығын» сезінуі мүмкін. Ұсынылған ұсыныс сол изомерді ұшқышсыз әуе көлігін басқару үшін пайдалану,2 бір уақытта бірнеше апта бойы әуе күйінде қалуы мүмкін.

Сақтық шаралары

Гафнийді өңдегенде абай болу керек, өйткені ол жұқа бөлшектерге бөлінген кезде ол пирофор болады және ауада өздігінен тұтануы мүмкін. Бұл металл құрамындағы қосылыстарды көп адамдар сирек кездестіреді және таза металл әдетте уытты емес, бірақ оның барлық қосылыстары улы болып көрінуі керек (дегенмен, қауіпті адамдарға шектеулі сияқты).

Сондай-ақ қараңыз

Ескертпелер

  1. 1994 1994 жылғы физикаға шолу физика Бүгінгі мақала 15 желтоқсан 2007 ж.
  2. ↑ //www.informationclearinghouse.info/article1534.htm 15 желтоқсан 2007 ж.

Пайдаланылған әдебиеттер

  • Чанг, Раймонд. 2006 жыл. Химия. 9-ред. Нью-Йорк: МакГроу-Хилл Ғылым / Инженерия / Математика. ISBN 0073221031
  • Мақта, Ф. Альберт және Джеффри Уилкинсон. 1980 жыл. Жетілдірілген бейорганикалық химия. 4-ші басылым. Нью-Йорк: Вили. ISBN 0-471-02775-8
  • Гринвуд, Н.Н. және А. Эрншав. 1998 жыл. Элементтер химиясы. 2-ші басылым. Оксфорд, У.К .; Берлингтон, MA: Баттерворт-Гейнеманн, Elsevier Science. ISBN 0750633654
  • «Хафниум» Лос-Аламос ұлттық зертханасы, химия бөлімі. 15 желтоқсан 2007 ж.
  • ван Аркел, А.Е. және Дж.Х. де Бур. 1925. Титан, цирконий, гафний және торий металын дайындау. Anorganische und Allgemeine Chemie өсімдіктері 148:345-350.

Сыртқы сілтемелер

Барлық сілтемелер 2017 жылғы 24 шілдеде алынды.

Pin
Send
Share
Send