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Hafnium Marke

Hafnium Marke

Niels Bohr am Anfang des zwanzigsten Jahrhunderts konnte berechnen, dass die Letzte Seltenerdmetallen Metall muss chem. Element unter 72-m-Nummer, Analog Zirkonia. D. de Хевеши und D. Koster 1923 entdecken konnten ein neues Element mit Eigenschaften, vorausgesagten Bor im grnlander und Norwegischen цирконах. Es hieß von veralteten lateinischen Namen der Stadt Kopenhagen — Hafnia… die Weltweite Beute des hafniums beträgt 70 Tonnen pro Jahr, was im Verhältnis zum Volumen der Produktion von Zirkonium. Die reichsten vorkommen von Hafnium besitzen, Südafrika und Australien. Die Kosten für 99% Reinheit Hafnium beträgt etwa 780 US-Dollar pro 1 kg.

Physikalische Eigenschaften

Hafnium (Hf) ist ein schwerer refraktärer Silber-weißes Metall. Hat dicht gepackten hexagonalen Struktur der Kristallgitter mit einem spezifischen Gewicht von 13,31 G/cm3. Wertigkeit +4, +3, +1, Siedepunkt = 4603 °C, t° Schmelzpunkt = 2233 °C. Querschnitt der Erfassung der thermischen Neutronen etwa 100 Baarn, dass die um drei Größenordnungen größer als Zirkonium — 0,2 barn, die im Zusammenhang mit dem, Zirkonium, verwendet in Kernreaktoren muss nicht enthalten Hafnium. Natürliches Isotop 174 Hf hat eine schwache α — Aktivität mit einer Halbwertszeit von 2x1015 Jahre.

Physikalische Eigenschaften
Atomare (molare) Masse G/mol 178,49
Der Grad der Oxidation 4, 3, 1
Dichte [G/cm3] 13,31
Schmelzpunkt t°C 2233°C
Schmelzwärme kJ/mol 25,1
Wärmeleitfähigkeit [w/(m·K)] 23
Verdampfungswärme kJ/mol 575

Verwendung

Bei der Kernenergie. Die Fähigkeit bewirkt, dass der neutroneneinfang seine Verwendung in Form von спецкерамики, Gläser, Anpassung der Anschlüsse Brennelemente (борид, OXID, оксокарбид, гафнат Lithium -, Karbid, гафнат Dysprosium). Legierung W-Hf-Ta ist die beste für die Zufuhr von Brennstoff in Kernkraftwerken газофазных Motoren.

In der Optik. Dank seiner Temperaturbeständigkeit und hohen Grad der Brechung HfF4 und HfO2 verwendet in der Herstellung von Mehrschicht-und Röntgen-astronomischen Spiegel, Fäden für die Faseroptik, Nachtsichtgeräte.

In der Elektronik. Niedriger ist die Austrittsarbeit der Elektronen ermöglicht die Herstellung von Hafnium Kathoden High-Power-elektronischen Schneekanonen, Vakuum-Röhren und thermionische effiziente Generatoren können kleine Ertrag der Arbeit von Elektronen (3,53 EV).

In der Elektrotechnik. Zusammen mit einer Hitzebeständigkeit niedriger die Austrittsarbeit des Elektrons gibt die Möglichkeit der Verwendung in der Fertigung von Hf-Elektroden, die für das Schweißen in Argon, insbesondere für das Schweißen in der Atmosphäre CO2 Kohlenstoffgehalt, wo die Elektroden dieser Art waren fast viermal widerstandsfähiger, als Wolfram. Sie müssen auch einen hohen Nutzeffekt der Nutzung der Legierung von Ta-Hf Elektroden für die Luft-Plasma-und Oxy-feurigen schneiden von Metallen. Die Legierung enthält: 77%Hf, 20%Ta, 2%W, 0,5% Ag, 0,1%Cs, 0,4%Cr — und verglichen mit einem гафнием hat eine neunfache Lebensdauer.

Legierungen

Zugabe von 1% Hf an Aluminium gibt schwere Legierung mit einer Korngröße von 40−50 Nm. Er hat eine hohe schubfestigkeit beziehen, Torsion, Dehnung, sowie verbesserte Vibrationsfestigkeit. Dotierung mit Hilfe von Hf deutlich stärkt verschiedene Kobalt-Legierungen, die Nachfrage in der öl-Industrie und der industriellen Chemie. Борид Karbid und Hafnium mit einem Schmelzpunkt von 3250 °C werden als äußerst haltbarer Beschichtung, sowie in der Zusammensetzung der superharten Legierungen.

Einer der refraktären Materialien ist mit einem Schmelzpunkt von HfC 3890 °C. Diese Sorte eignet sich besonders bei der Konstruktion von Atom газофазных Kesseln, sowie in der Herstellung von Raketen-Düsen. Nickel-Legierung + HfB2 gilt als außergewöhnlich haltbares Komposit-Beschichtung. Legierung 80% Tas und 20% HfC gilt als das hitzebeständigem Legierung mit t° Schmelzpunkt 4216 °C.

Im Maschinenbau. Titanlegierungen, legierten гафнием, verwendet für die Herstellung von Bauteilen für Schiffsmotoren. Dotierung mit Nickel гафнием verbessert die Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit, sowie stärkt die Schweißnaht und verbessert die Schweißbarkeit. Zugabe von Hf zu Tantal bei drastisch erhöht die Haltbarkeit an der Luft zur Oxidation durch die Bildung eines Schutzfilms komplexen Oxide auf der Oberfläche, sehr widerstandsfähig gegenüber thermischen Schocks. Dadurch wurden die essentiellen heute Legierungen für Raketen-Industrie (Gas-Düse, Ruder, die enthalten bis zu 20% Hf).

Andere Anwendungsgebiete

Legierungen mit Elementen der seltenen Erden wie Terbium, Samarium — bewerben Sie sich für die Hochleistungs-permanent-Magnete. Dielektrika mit hoher Dielektrizitätskonstante auf der Basis von HfO2 kommen auf den Wechsel in der Mikroelektronik хрестоматийному von Silizium, so dass Sie erreichen deutlich höhere Informations-Dichte. Als Dielektrikum mit hoher Dielektrizitätskonstante ist auch силицид Hafnium. Legierungen mit скандием in der Mikroelektronik verwendet, um eine Resistive Filme außergewöhnlichen Eigenschaften.

Die Chemische Zusammensetzung, in Prozent.  
Marke Normen für den Gehalt an Verunreinigungen, nicht höher  
Kohlenstoff Stickstoff Sauerstoff Silikon Zirkonia Eisen  
GFI-1 0,03 0,015 0,03 0,02 1,0 0,05  

Vielversprechende Einsatzgebiete

Hf-178m2 ist ein Nebenprodukt der Kernenergie (in Kernkraftwerken — поглотительные verbrauchte гафниевые Rods). Dieses Isotop mit einer Halbwertszeit von 31 G. enthält einen überschuss an Energie, freizusetzen die Hilfe bei der Bestrahlung des Kernels. Die Energie, die steckt in einem Gramm Hf-178m2 ähnlich wie 50 kg TNT, die es ermöglicht seine Anwendung, um «Pumpen» Kampf der kompakten Lasern und als justierbare Quelle Gamma-Strahlen, zum Beispiel in der Radiographie oder in Form von umfangreichen Energiequelle für den Transport.

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