Hafniyum

Hafniyum (simgesi Hf) - Şiddetli refrakter gümüş-beyaz metal, periyodik sistemin 72-inci öğesi.

Hafniyum fiziksel özellikleri

0.2 ahırlar - zirkonyum göre daha büyüklükte 3 sipariş daha yüksek 100 ahır, bir hafniyum termal nötron yakalama çapraz bölümünde. Bu nedenle, reaktör yakıt elemanlarının zirkonyum hafniyum içermemelidir. Hafniyum, 174Hf, doğal izotop düşük α-aktivite (2 yarı ömrü × 1015 yıl) vardır.

Hafniyum kullanımı

Temel alanları - özel optik üretimi, havacılık sanayi için alaşımları, nükleer güç.

Nötron yakalama yeteneği kontrol çubukları için nükleer enerjinin hafniyum kullanımını belirler ve spetskeramiki cam (oksit, borür, karbür, oksokarbid, lityum hafnates disporsiyum hafnates).

"Yanık" orman çok az gaz evrim (hidrojen, helyum) - hafniyum diboride bir dikkat çekici özelliği.

Termal stabilite sayesinde Hafniyum oksit (t ° Sq. 2780 ° C) ve çok yüksek kırılma endeksi optik kullanılır. Hafniyum ve hafniyum florür Fiber optik için spetsmarki cam üretmek yanı sıra gece görüş cihazları gibi yüksek kaliteli optik için. Hafniyum karbür ve borür (t ° Sq. 3250 ° C) son derece aşınmaya dayanıklı kaplama olarak ve süper alaşımlar kullanılır. Hafniyum karbür - en refrakter malzemelerden biri ((t ° Sq 3890 ° C) gaz fazı nükleer motorların bir yapı elemanı olarak ve roket memeleri üretiminde kullanılır..

Ince gözenekli seramik şeklinde hafniyum karbür - Bir vakum kendi yüzeyinden buharlaşma ile elektronların etkin bir koleksiyoncu elektron çalışma işlevi yüksek güçlü iyon motorları ve verimli termiyonik jeneratör tasarımı için temel oluşturan 0,1-0,12 eV, indirdiğinden dolayı buhar Cs-133, .

Hafniyum nispeten düşük çalışma fonksiyonu (3.53 eV) olduğu için, yüksek güçlü katot tüpleri ve elektron tabancaları yapılmıştır. Isı direnci ile birlikte, bu kalite özellikle hafniyum ve tungsten elektrotlar daha dayanıklı neredeyse 4 kat olan atmosferik _CO2, hafif çelik kaynak, argon kaynağı için elektrotlar üretiminde hafniyum kullanımına izin verir. Düşük çalışma fonksiyonu baryum etkili bir katot kullanmak hafnates gibi.

Hafniyum diboride nikel dayalı ve patentli ve sadece aşınmaya dayanıklı kompozit kaplama kullanılır.

Alaşımları Ta-W-Hf gaz fazlı atom motorlarda yakıt için en iyisidir.

Hafniyum katkılanmış titanyum alaşımları, deniz motorları parça üretiminde kullanılmaktadır. Hafniyum nikel Doping gücü ve korozyon direnci artırır ve aynı zamanda kaynak kabiliyeti geliştirir ve kaynak sertleşir.

Tantal için hafniyum eklenmesi, keskin karmaşık oksitlerin yoğun film yüzeyinde oluşumu nedeniyle havada oksidasyona direnci artırır, ayrıca, bu film termal kür (termal şok) çok dayanıklıdır. . Bu vazgeçilmez alaşımları füze teknolojisi (gaz dümen, nozulları,% 20 hafniyum kadar alan için kurulmuş olan Ayrıca oksijen alev ve metallerin hava plazma kesim için hafniyum-tantal alaşımından elektrotlar büyük bir ekonomik etkisi dikkat alaşım Hf In -.% 77 Ta -% 20, B -% 2, Ag -% 0,5, Cs -% 0,1, Cr - dokuz katı saf hafniyum göre% 0,4 oranında pay.

Hafniyum alaşımların Doping büyük türbin, gıda, kimya ve petrol endüstrisinde önemli olan kobalt, güçlendirir.

Hafniyum ağır mıknatıslar için nadir toprak elementleri (örneğin, terbiyum ve samaryum) dayalı alaşımları kullanılır. Sürekli yüksek dielektrik ile hafniyum oksit dayalı Dielektrikler fiş öğelerin çok daha fazla yoğunluk sağlayan mikro silisyum oksit bir ders kitabı ile değiştirilir. 2007 yılından bu yana, hafniyum dioksit 45-nm işlemcileri Intel Penryn kullanılır. Hafniyum silisid sürekli yüksek dielektrik yanı sıra bir yalıtkan bilinir. Hafniyum ve skandiyum alaşımları özel özellikleri dirençli filmler mikroelektronik kullanılır.

Hafniyum karbür% 20 ve tantal karbür% 80'i en ısıya dayanıklı alaşım olan (t ° i. .. 4216 ° C). Ama titanyum karbür alaşımlı t doping ° füzyon başka bir 180 derece artabilir bir gelişme var.

Alüminyum için% 1 hafniyum eklenmesi, 40-50 nm metal bir tane boyutu ile dayanıklı alaşım sağlar. Bu önemli uzama elde ve kesme kuvveti ve burulma titreşim artar ve artırır.

Hafniyum yüksek kaliteli çok katmanlı x-ışını aynalar üretiminde önemlidir.

Uygulama Promising alanları

Hafniyum-178m2 (31 yıl yarılanma ömrü) ve yarı kararlı çekirdek çekirdeğin X-ışını radyasyon açığa çıkabilir enerji aşırı içerir. Bu etki, nükleer silahların tasarım kirlilik yaratmaz için temel oluşturur. Enerji 1 gram yer. TNT 50 kg hafniyum-178m2, eşdeğer. Hafniyum ve yarı kararlı izomeri kompakt mücadele lazerler (hafniyum oksit 178m2Hf içindeki atomların bir kısmı yerine enerji kaynağı ve emitör birleştirmek için lazer kristal bileşenleri olarak hafniyum kullanılabilir) "pompa" için kullanılabilir.

İzotop hafniyum-178m2 gibi arıza tespiti ve ulaşım için bir enerji kaynağı olarak geniş bir değişken gama ışını kaynağı olarak kullanılabilir.

Hafniyum-178m2 bir yan ürünü (atık), nükleer enerji (nükleer santrallerde atık Emme hafniyum çubuklar) 'dir. Sözde sömürülmesi "Hafniyum-döngüsü" ve hafniyum sektöründe genişleme nükleer reaktörlerde kullanımı artacaktır. Gelişmiş nükleer sanayi bulunan ülkelerde izomerlerinin birikimi oluşur ve oluşumunu iradesi ile "hafniyum enerji."

Sözde gelişimi 1998 ile 2004 yılları izomer 178m2Hf temelinde "Hafniyum bomba" ajansı DARPA meşgul oldu. Ancak, çekirdek bile güçlü X-ışını radyasyon kaynaklı çürüme etki etmedi. 2005 yılında, çalışma kapalı çünkü Mevcut teknolojiler henüz hafniyum-178m2 çekirdek aşırı enerjiyi serbest bırakmak için mümkün değildir.