الهافنيوم: تطبيق والممتلكات

والتعرف على هذه المادة تمكين القارئ لمعرفة ما هو الهافنيوم (عنصر كيميائي)، واستخدام والذي يستخدم على نطاق واسع من قبل الرجل في العديد من مجالات نشاطها. وأيضا النظر في خصائص الطبيعة الكيميائية والفيزيائية للمواد وأساليب الإنتاج ووجود على هذا الكوكب سيتم النظر فيها لمحة تاريخية عن اكتشاف هذا العنصر.

ما هو الهافنيوم

الهافنيوم - عنصر كيميائي في الجدول الدوري. المخزنة في المجموعة الرابعة، في الفترة السادسة، العدد الذري هو اثنان وسبعون. يشير إلى نوع من المواد البسيطة، لديها كثافة عالية ونقطة انصهار عالية أو اللون أو أبيض فضي معدني. يمكن أن توجد الهافنيوم في تعديلين. تحت تأثير درجة حرارة حوالي 2016 نوع كلفن شعرية سداسية، بعد أن تعرضت لتغيرات تآصلي الى شكل شعرية مكعب تركزت الجسم للدولة، في درجة حرارة الغرفة، ولها شعرية الكريستال نظام سداسية.

من تاريخ العنصر افتتاح

حدث اكتشاف عنصر في عام 1923، قدم له Derd دي Heshevi وديرك كوستر. انهم كانوا قادرين على التنبؤ التكافؤ، ومختلف الخصائص النوعية من الهافنيوم على أساس المنطق بور، الذي، بدوره، تحليل عمل الفرنسي جين أوربينا، الذي يعتقد أنه اكتشف الكلت - عنصر جديد. ومع ذلك، في وقت لاحق تبين أن الكلت كانوا خليط من كمية صغيرة من الهافنيوم مع اللوتيتيوم والإيتربيوم.

نيلز بور، ودراسة العمل واستخدام في أنشطتها وأظهرت حسابات ميكانيكية الكم أن الهافنيوم هو التماثلية للعنصر في عدد 71 في PTHE، وهي الزركونيوم. وقال Derd دي Heshevi وديرك كوستر حول العثور على الهافنيوم العنصر الجديد، الذي سمي على اسم المدينة التي تم فيها اكتشاف، بعد استخدام أسلوب أشعة X، وتحليلها بشكل متكرر الزركون النرويج وغرينلاند. وقد سمح اكتشاف خطوط حيود الأشعة السينية التشابه العلماء للإعلان عن اكتشاف جديد عنصرا الأشعة السماء.

طرق لإعداد واحتياطيات العالم

الهافنيوم في القشرة الأرضية، ولكن لا تملك المعدنية، ولكن لأنه هو "رفيق" من الزركونيوم. عدد من التردد العالي في خامات حوالي 2.5٪، والإنتاج السنوي حوالي سبعين ألف طن. الهافنيوم - مادة مكلفة نوعا ما، ويتركز موقعها الرئيسي في استراليا وجنوب أفريقيا والولايات المتحدة والهند والبرازيل. موقع لقائمة الدول في الأماكن المناسبة على عدد من وجود التردد العالي في البلاد. ومن الجدير بالذكر أن روسيا وأوكرانيا لديها احتياطيات كبيرة نسبيا من هذا المعدن، فإن المبلغ الرئيسي الذي يتركز في tsirkonome، السقوط وbaddeleyite.

الوصف المادي

وذكر جزءا من الخواص الفيزيائية للالهافنيوم أعلاه. هذه يمكن أن تضاف، أن هذا المعدن الذي يأخذ شكل حبيبات دقيقة، هو أسود تقريبا. يذوب في 2233 درجة مئوية، ويبدأ الغليان في 4603 ^C. المقطع العرضي للأسر النيوترونات الحرارية هو نوع عالية جدا. الزركونيوم، الهافنيوم، خلافا، هو مستوى القسم الثالث من حيث الحجم أضعف. أثناء التقاط التردد العالي يساوي 115 الحانات، في الزركونيوم انه شريط فقط حوالي 0.2. الهافنيوم لديه مستوى مماثل من السعة الحرارية من الجرمانيوم (قه) غير طبيعي. محددة ذروة الحرارة في 60-80 كلفن. فمن المستحيل لشرح أي نظرية تتعلق قوة هوك، والذي كان سببه عدم قدرة أينشتاين تراكب وظائف لتوفير منحنى بحد أقصى.

الخواص الكيميائية

الهافنيوم ومقاومة السينية كال أقوى بكثير من الزركونيوم مماثل. المعدن نفسه لديه الجمود كبيرة نوعا ما، والذي يرتبط مع فيلم أكسيد نوع السلبي الذي يتكون على الهافنيوم. أفضل التردد العالي تذوب في حمض الهيدروفلوريك، حمض الهيدروفلوريك، مزيج من حمض النيتريك والماء الملكي. في درجات حرارة عالية، وحرقها في الأكسجين ويبدأ في الهواء الطلق لأكسدة. يمكن الانضمام إلى الأشعة المعلمة تفاعلت مع الهالوجينات. أنه يحتوي على خصائص طبيعة مسعور.

مركبات DI- ثلاثي ورباعي التكافؤ التردد العالي

في هذه القيمة التكافؤ العنصر هو متغير و، وفقا للقيم مختلفة من عدد ممكن الروابط جي س، وهناك العديد من المركبات الهافنيوم مهمة مع غيرها من المواد.

ثنائي التكافؤ ثنائي البروميد الهافنيوم لها لون أخضر داكن. عند درجة حرارة 400 درجة مئوية تبدأ عملية التحلل لتشكيل التردد العالي وHfBr4. في صناعة استخراج disproportionation HfBr3 في الخلاء تحت تأثير الحراري.

الثلاثي التردد العالي ممثلة ثلاثي البروميد (HfBr3) - مادة سوداء وزرقاء، متينة جدا. تحت تأثير درجة حرارة 400 درجة مئوية يبدأ لغير متناسبة إلى مكونين tetrabrombity dibrombidy والهافنيوم. يتكون الأسلوب في الحصول على الانتعاش HfBr4 عن طريق تسخين في الهيدروجين، واختياريا مع إضافة الألمنيوم.

مركبات الهافنيوم الرباعي تتعلق عدد كبير نسبيا من المركبات، وهي HfO2 - انها ثاني أكسيد وهيدروكسيد س صيغة XYZ التردد العالي (OH) 4. على الفور تم tretrahlorid (HfCl4)، رابع فلوريد (HfF4)، tetraiodide (HfI4) والمذكور tetrabomid الهافنيوم (HfBr)، لا يزال هناك hydrogenphosphates الهافنيوم (التردد العالي (HPO4) 2).

المستخدمة في الحياة اليومية والتواصل مع الطب

وجدت الهافنيوم في استخدام في العديد من مجالات النشاط للجنس البشري. ويرجع ذلك إلى مجموعة متنوعة من خصائص الجودة والخصائص التي تجعل من مادة مادة لا غنى عنها في مجموعة متنوعة من قطاعات الصيد البشري والعسكري وحتى الصناعة النووية.

إذا كيف يمكنك استخدام الهافنيوم؟ استخدام في الطب - هو واحد من العديد من الخيارات، حيث يمكنك استخدام خصائص المعدن. منذ كربيد التردد العالي من الثقيلة، عمليا غير قابلة للتآكل، ويمكن استخدامها لصناعة السكاكين المستخدمة من قبل الأطباء واستخدامها في تصنيع مرآة الأشعة السينية.

عنصر مع خصائص ممتازة ذات الطبيعة الكيميائية والفيزيائية - وهو الهافنيوم. استخدام في المنزل هو كمادة في صناعة أنابيب الراديو والإذاعة والتلفزيون. يستخدم على نطاق واسع في الصناعات المعدنية وذلك لنقل المعادن الأخرى الخصائص التقنية الفيزيائية والميكانيكية أفضل. تطبيق الهافنيوم هو أيضا في هندسة العاشر السماء، ولكن نادرا ما يستخدم بسبب ندرتها واستخدامات أكثر أهمية.

استخدام الهافنيوم في الحرفية العسكرية

وإلا كيف يمكنك استخدام الهافنيوم؟ استخدام تسليح - هو مجال آخر من النشاط البشري، وهي ليست كاملة دون هذا العنصر. أكاسيد، silicides، borides وكربيد من الهافنيوم هي مركبات مقاومة للحرارة العالية، لهذا السبب، في حرفة العسكرية يمكن أن تستخدم طبقة واقية. بل هو أيضا للغاية sverhzharoprochnym التي تسمح التردد العالي والمركبات لإنتاج أجزاء تهدف طائرات وصواريخ فائق السرعة، والمركبات الفضائية.

ومنذ عام 1998، بذلت محاولات لخلق "قنبلة الهافنيوم"، استنادا إلى 187m2Hf متزامر. ولكن نتيجة للأبحاث واختبار كانت الفكرة لا يمكن الدفاع عنها، فإن ذلك يرجع إلى عدم وجود فرص باستخدام التكنولوجيات الحالية لتحقيق الإفراج عن الطاقة الزائدة من صميم شكل متزامر.

استخدامات أخرى مادة بسيطة التردد العالي

في مجال الطاقة النووية، جنبا إلى جنب مع المجالات المذكورة أعلاه، ولكن عددا أكبر تستخدم أيضا الهافنيوم. حيث يتم استخدام هذا المعدن؟ بسبب قدرتها على أسر النيوترون قضبان التردد العالي مصنوعة لتنظيم الزجاج المتخصصة والسيراميك.

في الهافنيوم منخفضة نسبيا وظيفة العمل (3،53eV) ولهذا السبب يمكن استخدامه في إنتاج القطب السالب والبنادق الإلكترون. الطائرة من المحركات النووية الطور الغازي يمكن العثور borides وكربيد من الهافنيوم، وأكثر دقة في بعض العناصر الهيكلية.

الهافنيوم حتى يجد التطبيق في صناعة المولدات الكهربائية نوع حراري وكثيرا ما وجدت في محركات أيون. على أساس HfO2 والعوازل وجود ثابت العزل الكهربائي مستوى أعلى. في المستقبل ومن المقرر أن يحل محل كل من أكسيد السيليكون المعتاد في مجال الالكترونيات الدقيقة على أكسيد HfO2. وهذا الاستبدال زيادة الرقم القياسي لعناصر كثافة على رقاقة.

وفي الختام يمكن القول أن الهافنيوم، واستخدام الذي سيقام في مجموعة متنوعة من قطاعات النشاط البشري، البداية والنهاية مع الجيش والنووية اليومي، هو عنصر هام للغاية. هذا هو الطلب مرتفع جدا، وهذا المعدن في الطبيعة ويرافق دائما الزركونيوم. ندرة وخصائصه تحديد خصائص الجودة والكلفة العالية نسبيا.