Хафний: приложение и свойства

Въведение в тази статия ще позволи на читателя да разбере какъв е хафниумът (химически елемент), чието приложение широко се използва от човека в различни области на неговата дейност. И също така да се счита свойства на химически и физически естеството на материалите, методите за производство и наличието на планетата, ще се считат за кратка история на откриването на този елемент.

Какво е хафний

Хафниумът е химически елемент на периодичната таблица. Това е в четвъртата група, шестият период, атомният номер е седемдесет и две. Отнася се до обикновен тип вещества, има висока плътност и рефрактерност, цветът на метала е сребристо-бял. Хафниумът може да съществува в две модификации. Под въздействието на температура от около 2,016 тип Келвин шестоъгълна решетка, претърпели алотропна промени в състояние тяло центрирана кубична форма решетка, при стайна температура, тя има кристална решетка на шестоъгълна система.

От историята на откриването на елементи

Откриването на елемента се случва през 1923 г., извършено от Гьорги Де Heshevi и Костер Дирк. Те са били в състояние да предскаже валентност, както и различни качествени характеристики на хафний въз основа на мотивите на Бор, който, от своя страна, се анализира работата на французина Жан Urbena, който смята, че е открил келтите - нов елемент. Обаче, по-късно се оказа, че сместа от малко количество хафний с лутек и итербиум е Келтиум.

Niels Бор, изучаване на работа и използване в дейността квантовата механични изчисления показват, че хафний е аналог на елемента под номер 71 в PTHE, а именно цирконий. Дьорд де Heshevi и Дирк Костер каза за намиране на нов елемент хафний, кръстен на името на града, в който е направено откритието, след като се използва метод рентгенов, многократно анализирани циркони Норвегия и Гренландия. Откриването на сходството на рентгеновите линии позволи на учените да обявят откриването на нов рентгенов елемент.

Начини на получаване и световни акции

Хафниумът е в земната кора, но не притежава свой собствен минерал и затова е "спътник" на цирконий. Количеството на Hf в рудите е около 2,5%, а годишното производство е около седемдесет тона. Хафниумът е доста скъпо вещество, основните му местоположения са съсредоточени в Австралия, Южна Африка, Съединените щати, Индия и Бразилия. Местоположението на страните в последователност от трансфери съответства на местата с броя на Hf в страната. Важно е да се спомене, че Русия и Украйна имат доста големи запаси от този метал, сумата на главницата, която е съсредоточена в tsirkonome, пада и baddeleyite.

Физически характеристики

Част от физичните свойства на хафния е споменато по-горе. Можете да добавите към тях, че този метал, който, като се раздробява добре, става почти черен. Температурата се топи при 2233 градуса по Целзий, а врящата започва от 4603 ^заВ. Напречното сечение за улавяне на неутрони от термичен тип е много високо. Цирконийът, за разлика от хафния, има ниво на напречното сечение, което е с три порядъка по-слабо. Докато улавянето на Hf е 115 бара, в циркония той е само около 0,2 бара. Хафний има аналогично ниво на специфичната топлина на германий (Ge) и е аномално. Топлинният капацитет е на ниво от 60-80 Келвин. Това не може да бъде обяснено с никаква теория, свързана с силите на Хук, която се дължи на неспособността на функцията за поместване на Айнщайн да осигури максимална крива.

Химични свойства

Хафниумът има устойчивост на рентгенови лъчи много по-силна от тази на подобен цирконий. Самият метал е доста инертен, което се свързва с филм от пасивен оксид, който се образува върху хафний. Най-добре е да разтваряте Hf в флуороводородна киселина, смес от флуороводородна киселина и азотна киселина и в царската водка. При високи температури той гори в кислород, а на открито започва да се окислява. Може да влезе в рентгенови реакции с халогени. има свойствата на хидрофобната характер.

Съединенията от две-три- и четири-валентни Hf

В тази стойност елемент валентността е променлива и, в съответствие с различни стойности на броя на възможните х-Ing връзки, има няколко важни хафний съединения с други вещества.

Двувалентният хафниев дибромид има тъмно зелен цвят. При температура от 400 градуса по Целзий започва процес на разлагане с образуването на Hf и HfBr4. В индустрията се произвежда чрез диспропорциониране във вакуум на HfBr3 при топлинно действие.

Тривалентна Hf е представена от трибромид (HfBr3) - това вещество е черно-синьо, доста трудно. Под влияние на температура от 400 градуса по Целзий започва да несъразмерна на два компонента tetrabrombity dibrombidy и хафний. Производственият метод се състои в редукция на HfBr4 чрез загряване в водород, по избор с добавяне на алуминий.

Съединения с четиривалентен хафний отнася доста голям брой съединения, а именно НЮ2 - това диоксид и хидроксид х XYZ формула Hf (OH) 4. Веднага се tretrahlorid (HfCl4), тетрафлуорид (HfF4), тетрайодид (HfI4) и гореспоменатият tetrabomid хафний (HfBr), все още има хидрогенфосфати хафний (Hf (НРО 4) 2).

Приложение в ежедневието и комуникация с медицината

Хафниумът намира приложение в редица сфери на дейност на човешката раса. Това се дължи на различни качествени характеристики, свойства, които го правят незаменим материал материал в най-различни области на човешката лов, военни и дори ядрена индустрия правят.

Как се използва хафниумът? Приложение в медицината - това е една от многото възможности, при които можете да използвате свойствата на този метал. Тъй като Hf карбиди на тежкотоварни, на практика не подлежат на корозия, те могат да бъдат използвани за производството на прибори за хранене, използвани от лекарите и тяхното използване в производството на огледало с рентгенови лъчи.

Елемент с изключителни свойства от химическа и физическа природа е хафний. Употреба в ежедневието, той намира като материал в производството на радио технология, радио тръби и телевизионни тръби. Той се използва широко в металургичната промишленост с цел да се направят други метали с по-висококачествени физикотехнически и механични свойства. Хафнийът се използва също и в рентгенова техника, но рядко се използва поради недостиг и по-важни методи за приложение.

Използването на хафний във военните занаяти

Как иначе мога да използвам хафний? Използването в оръжието е друга сфера на човешката дейност, в която тя не върши без този елемент. Оксидите, силицидите, боридите и карбидите на хафния са изключително огнеупорни съединения, поради което във военните съдове могат да се използват като защитно покритие. Също така е изключително устойчива на високи температури, което прави възможно използването на Hf и неговите съединения за производство на части, предназначени за свръхвисокоскоростни самолети и ракети, включително космически.

От 1998 г. се правят опити за създаване на "хафнийска бомба", базирана на изомера 187m2Hf. Но в резултат на изследванията и тестовете, идеята се оказа несъстоятелна, това се дължи на липсата на способност, с настоящите технологии, да се постигне освобождаване на излишната енергия от ядрото на този изомер.

Други приложения на простата субстанция Hf

В ядрената енергетика, заедно с гореспоменатите сфери, но дори и в още по-големи количества се използва хафний. Къде се използва този метал? Поради способността си да улавя неутрони от Hf, се правят пръчки за регулиране, специализирани стъкла и керамика.

Хафниумът има относително ниско представяне на електронния изход (3.53 eV) и по тази причина може да се използва при производството на катоди и електронни пушки. В двигателите с ядрена реактивна газова фаза могат да бъдат намерени бориди и карбиди на хафния, или по-точно в някои структурни елементи.

Хафниум намира приложение дори в производството на термоелектрически генератори и често се намира в йонни двигатели. На основата на HfO2 се създават диелектрици с високо ниво на диелектрична константа. В бъдеще се планира да се замени познатия силициев оксид в микроелектрониката с HfO2 оксид. Тази замяна ще увеличи плътността на елементите в чипа.

В заключение можем да кажем, че хафний, използването на който се провежда в най-различни области на човешката дейност, като се започне и завършва с ежедневието военни и ядрени, е изключително важен елемент. Това е много търсен метал и в природата винаги придружава цирконий. Рядкостта и нейните характеристики на качествените характеристики причиняват доста високи разходи.