하프늄의 특성. 하프늄 - 희귀 금속에 관한 모든 것

이온화 에너지
(첫 번째 전자) 575.2(5.96)kJ/mol(eV) 전자 구성 4f 14 5d 2 6s 2 화학적 특성 공유결합 반경 오후 144시 이온 반경 (+4e) 오후 78시 전기음성도
(폴링에 따르면) 1,3 전극 전위 0 산화 상태 4 단순 물질의 열역학적 특성 밀도 13.31 /cm3 몰 열용량 25.7J/(몰) 열 전도성 23.0W/(·) 녹는 온도 2 503 녹는 열 (25.1) kJ/mol 끓는점 온도 5 470 기화열 575kJ/mol 몰량 13.6cm³/mol 단체의 결정 격자 격자 구조 육각형 격자 매개변수 3,200 C/A 비율 1,582 데바이 온도 해당사항 없음

HF	72
178,49
4f 14 5d 2 6s 2
하프늄

하프늄은 주기율표 72번 원소로 무겁고 다루기 힘든 은백색 금속입니다. 1923년에 발견되었습니다. D.I. 멘델레예프 시스템의 6번째 기간의 구조가 명확하지 않았기 때문에 하프늄은 희토류 원소 중에서 검색되었습니다. 1911년에 프랑스 화학자 J. Urbain은 셀튬이라는 새로운 원소의 발견을 발표했습니다.

실제로 그는 이테르븀과 루테튬, 그리고 소량의 하프늄으로 구성된 혼합물을 얻었습니다. 그리고 N. Bohr가 양자 역학 계산을 기반으로 마지막 희토류 원소가 원소 번호 71임을 보여준 후에야 하프늄이 지르코늄과 유사하다는 것이 분명해졌습니다. 지르콘의 특성과 원자가를 예측한 보어의 발견을 바탕으로 1923년 Dirk Koster와 Gyorgy de Hevesy는 X선 분광학을 사용하여 노르웨이어와 그린란드 지르콘을 체계적으로 분석했습니다. 끓는 산 용액으로 지르콘을 침출한 후 잔류물의 X선 회절 패턴 선과 72번째 원소에 대한 모슬리의 법칙을 사용하여 계산된 패턴의 일치로 연구자들은 원소 발견을 발표할 수 있었으며, 이를 기념하여 하프늄이라는 이름을 붙였습니다. 발견이 이루어진 도시(Hafnia는 코펜하겐의 라틴어 이름입니다). 이후 J. Urbain, N. Koster 및 D. Hevesy 사이에 시작된 우선 순위에 대한 논쟁은 오랫동안 계속되었습니다. 1949년에 "하프늄"이라는 원소의 이름이 국제 위원회에 의해 승인되었고 모든 곳에서 승인되었습니다.

영수증

하프늄에는 자체 미네랄이 부족하고 지르코늄과 함께 지속적으로 존재하기 때문에 지르코늄 광석(지르코늄 중량의 2.5% 불순물로 포함되어 있음)을 처리하여 얻습니다. 전 세계적으로 연간 평균 약 70톤의 하프늄이 채굴되고 있으며, 그 생산량은 지르코늄 생산량에 비례합니다. 스칸듐 광물의 흥미로운 특징은 토르트베이타이트입니다. 이는 지르코늄보다 백분율로 훨씬 더 많은 하프늄을 함유하고 있으며, 이러한 상황은 토르트베이타이트를 스칸듐으로 가공하고 이로부터 하프늄을 농축할 때 매우 중요합니다.

세계 하프늄 자원

2007년 하프늄 99% 가격은 infogeo.ru/metalls의 재료 기준으로 킬로그램당 평균 780달러였습니다.

이산화 하프늄 측면에서 세계 하프늄 자원은 100만 톤을 약간 초과합니다. 이러한 리소스의 배포 구조는 대략 다음과 같습니다.

호주 - 63만 톤 이상,

남아프리카 - 거의 287,000톤,

미국 - 105,000톤이 조금 넘습니다.

인도 - 약 7만 톤,

브라질 - 988만톤.

외국의 하프늄 원료 기반의 압도적 다수는 해안 해양 사금의 지르콘으로 대표됩니다.

독립적인 전문가에 따르면 러시아와 CIS의 하프늄 매장량은 매우 크며, 이와 관련하여 하프늄 산업의 발전으로 러시아는 세계 하프늄 시장에서 확실한 리더가 될 수 있습니다. 이와 관련하여 우크라이나의 매우 중요한 하프늄 자원도 언급할 가치가 있습니다. 러시아와 CIS의 주요 하프늄 함유 광물은 로파라이트(loparite), 지르콘(zircon), 바델레이라이트(baddeleyite) 및 희귀 금속 알칼리성 화강암으로 대표됩니다.

물리적 특성

하프늄은 높은 열 중성자 포획 단면적(약 10² barn)을 갖는 반면, 하프늄의 화학적 유사체인 지르코늄은 2배 더 작은 포획 단면적(약 2×10 -1 barn)을 갖습니다. 이런 점에서 원자로 연료봉을 만드는 데 사용되는 지르코늄은 하프늄에서 철저하게 정제되어야 합니다. 하프늄의 희귀한 천연 동위원소 중 하나인 174 Hf는 약한 알파 활성(반감기 2 × 10 15년)을 나타냅니다.

화학적 특성

탄탈륨과 마찬가지로 하프늄은 표면에 얇은 수동 산화물 막이 형성되어 상당히 불활성인 물질입니다. 일반적으로 하프늄의 내화학성은 유사체인 지르코늄보다 훨씬 더 큽니다.

하프늄에 가장 적합한 용매는 불화수소산(HF) 또는 불화수소산과 질산의 혼합물 및 왕수입니다.

고온(1000K 이상)에서 하프늄은 공기 중에서 산화되고 산소 중에서 연소됩니다. 할로겐과 반응함. 유리에 대한 산에 대한 내성은 유사합니다. 지르코늄과 마찬가지로 소수성(물에 젖지 않음)을 가지고 있습니다.

가장 중요한 화합물

2가 하프늄 화합물

• HfBR 2- 공기 중에서 자연발화하는 검은색 고체. 400 °C의 온도에서 하프늄과 하프늄 사브롬화물로 분해됩니다. 가열하면서 진공에서 삼브롬화 하프늄을 불균형화하여 제조됩니다.

• Hf(HPO4) 2- 백색 침전물로서 황산과 불화수소산에 용해된다. 이는 하프늄(II) 염 용액을 오르토인산으로 처리하여 얻습니다.

3가 하프늄 화합물

• HfBR 3- 흑청색 고체. 400 °C에서 하프늄 디브롬화물과 사브롬화물로의 불균형. 수소 분위기에서 가열하거나 알루미늄 금속과 함께 사브롬하프늄을 환원시켜 제조됩니다.

4가 하프늄 화합물

• HfO2- 무색 단사정계 결정(밀도 - 9.98 g/cm3) 또는 무색 정방정 결정(밀도 - 10.47 g/cm3). 후자는 2900°C의 녹는점을 가지며 물에 약간 용해되고 반자성이며 ZrO 2 보다 더 기본적인 특성을 가지며 촉매 특성을 나타냅니다. 하프늄 금속을 산소 중에서 가열하거나 하프늄 수산화물, 이옥살산염 또는 이황산염을 하소하여 얻습니다.

• HF(OH) 4- 알칼리와 과산화수소를 첨가하면 용해되어 퍼옥소하프네이트를 형성하는 흰색 침전물입니다. 이는 하프늄(IV) 염 용액을 가열하거나 알칼리로 처리하여 4가 하프늄 염을 심층적으로 가수분해하여 얻습니다.

• HFF 4- 무색 결정. t pl 1025 °C, 밀도 - 7.13 g/cm3. 물에 녹여보자. 300 °C의 질소 기류에서 화합물 (NH 4) 2 를 열분해하여 얻습니다.

• HfCl4- 백색 분말, 317 °C에서 승화함. tpl 432 °C. 이는 하프늄 금속, 하프늄 탄화물 또는 하프늄(II) 산화물과 탄소의 혼합물에 염소가 작용하여 생성됩니다.

• HfBR 4- 무색 결정. 322°C에서 승화합니다. t pl 420 °C. 500 °C로 가열된 산화 하프늄 혼합물에 브롬 증기가 작용하여 얻습니다. (II)석탄으로.

• HfI 4- 노란색 결정. 427°C에서 승화하고 1400°C에서 열적으로 해리됩니다. 300°C에서 하프늄과 요오드를 반응시켜 얻습니다.

애플리케이션

하프늄 금속의 주요 응용 분야는 항공우주 기술, 원자력 산업 및 특수 광학용 합금 생산입니다.

• 원자력 공학은 하프늄의 중성자 포획 능력을 활용하며, 원자력 산업에서의 하프늄 응용 분야에는 제어봉, 특수 세라믹 및 유리(산화물, 탄화물, 붕화물, 옥소카바이드, 디스프로슘 하프네이트, 리튬 하프네이트) 생산이 포함됩니다. 하프늄 이붕화물의 특징과 장점은 붕소가 "소진"될 때 가스 방출(헬륨, 수소)이 매우 낮다는 것입니다.
• 산화 하프늄은 온도 안정성(mp 2780 °C)과 매우 높은 굴절률로 인해 광학 분야에 사용됩니다. 하프늄 소비의 중요한 분야는 광섬유 제품을 위한 특수 등급 유리의 생산뿐 아니라 특히 고품질 광학 제품, 야간 투시 장치, 열화상 카메라를 포함한 거울 코팅의 생산입니다. 불화 하프늄도 비슷한 적용 분야를 가지고 있습니다.
• 하프늄 카바이드 및 붕소화물(mp 3250°C)은 내마모성이 매우 뛰어난 코팅 및 초경질 합금 생산에 사용됩니다. 또한, 하프늄 카바이드는 내화성이 가장 높은 화합물 중 하나(mp 3890°C)이며 우주 로켓 노즐 및 기상 핵 제트 엔진의 일부 구조 요소 생산에 사용됩니다.
• 하프늄은 상대적으로 낮은 전자 일함수(3.53eV)로 구별되므로 고출력 무선관 및 전자총용 음극 제조에 사용됩니다. 동시에 높은 융점과 함께 이러한 품질 덕분에 하프늄은 아르곤 금속 용접용 전극, 특히 이산화탄소 내 저탄소강 용접용 전극(음극) 생산에 사용될 수 있습니다. 이러한 전극의 이산화탄소 저항은 텅스텐 전극의 저항보다 3.7배 이상 높습니다. 바륨 하프네이트는 일함수가 낮은 효율적인 음극으로도 사용됩니다.
• 미세 다공성 세라믹 제품 형태의 하프늄 카바이드는 세슘-133 증기가 진공 상태에서 표면에서 증발할 경우 매우 효과적인 전자 수집기 역할을 할 수 있습니다. 이 경우 전자 일함수는 0.1-0.12 eV 미만으로 감소합니다. 이 효과는 매우 효율적인 열이온 발전기와 강력한 이온 엔진의 부품을 만드는 데 사용될 수 있습니다.
• 내마모성이 뛰어나고 단단한 복합 코팅이 개발되었으며 하프늄 및 이붕화니켈을 기반으로 오랫동안 사용되어 왔습니다.
• 탄탈륨-텅스텐-하프늄 합금은 기상 핵 로켓 엔진의 연료 공급을 위한 최고의 합금입니다.
• 하프늄을 합금한 티타늄 합금은 조선(선박 엔진 부품 생산)에 사용되며, 니켈과 하프늄을 합금하면 강도와 내식성을 높일 뿐만 아니라 용접성, 용접 강도를 획기적으로 향상시킵니다.
• 탄탈륨에 하프늄을 첨가하면 공기 중 산화 저항성이 급격히 증가하며(내열성 - 0.4%) 순수 하프늄에 비해 수명이 9배 길어집니다. 녹는점을 180도 더 높일 수 있으며(X선 프로세서), 이 효과는 안전한(방사능 오염을 일으키지 않는) 핵무기를 설계하는 데 사용될 수 있습니다. 하프늄-178m2 1g에서 방출되는 에너지는 대략 TNT 50kg에 해당합니다. 하프늄의 준안정 이성질체는 군사 목적으로 소형 레이저를 "펌프"하는 데 사용할 수 있습니다(하프늄 원자의 일부를 178m2 Hf로 대체하면 하프늄 산화물을 레이저 결정의 구성 요소로 사용하여 에너지원과 방출기를 결합할 수 있음). ).

  이 핵 동위원소의 평화적 사용은 강력한 감마선 공급원으로 사용될 수 있어 방사선량 조정(결함 탐지), 운송용 에너지원, 매우 대용량 에너지 배터리(1kg)로 사용될 수 있다는 점에서 흥미롭습니다. 대략 휘발유 4.35톤에 해당합니다).

  하프늄-178m2 사용의 주요 문제점은 이 핵 이성질체를 생산하기가 어렵다는 것입니다. 동시에 원자력발전소의 흔한 생산물(폐기물)이기도 하다(사용된 하프늄 흡수봉). 원자로 제어를 위한 하프늄 사용이 증가함에 따라 소위 "하프늄 사이클"의 활용과 하프늄 부문의 확장도 증가할 것입니다. 원자력 산업이 발전한 국가에서 이성질체가 축적됨에 따라 "하프늄 에너지"가 출현하게 될 것입니다.

  178m2 Hf 이성질체를 기반으로 하는 소위 "하프늄 폭탄"의 개발은 1998년부터 2004년까지 DARPA 기관에서 수행되었습니다. 그러나 고출력 X선 광원을 사용해도 유도 붕괴의 영향을 감지할 수 없었습니다. 2005년에는 현재 기존 기술을 사용하여 하프늄-178m2 코어에서 과도한 에너지를 방출하는 것이 불가능하다는 것이 나타났습니다.

지각에는 하프늄이 4g만 포함되어 있습니다. 이를 얻는 유일한 방법은 지르코늄 광석과 기타 광물을 가공하는 것입니다. 일반 지르콘에는 최대 4%의 산화 하프늄이 포함되어 있습니다. 이 희귀 금속을 추출하기 위해 지르콘을 끓는 산에 용해시킵니다.

생산

하프늄이 가장 풍부한 나라는 호주입니다. 600톤 이상의 이 금속이 여기에 집중되어 있습니다. 지구상의 하프늄 총 매장량은 1000톤으로 추산됩니다. 러시아에도 하프늄이 많이 있습니다. 하프늄은 화강암, 바델레이석, 로파라이트 등과 같은 광물에서 발견됩니다.

속성

외부적으로 하프늄은 은빛 색조를 띠는 반짝이는 금속처럼 보입니다. 하프늄은 내화성이 매우 높으며 열 중성자를 포착하는 능력이 높습니다.

하프늄은 화학적으로 매우 불활성입니다. 표면에 산화막이 형성되어 공격적인 환경의 영향으로부터 보호합니다. 하프늄은 질산, 불화수소산 및 왕수와 같은 강산에 가장 잘 용해됩니다.

애플리케이션

하프늄은 실제로 가정용 기기에는 사용되지 않습니다. 하프늄 합금을 기반으로 한 견고한 영구 자석을 찾는 것은 매우 드뭅니다. 그러나 Intel Penryn 시리즈 마이크로프로세서에서 실행되는 컴퓨터 소유자는 하프늄을 손에 넣을 기회가 있습니다. 예를 들어 이러한 프로세서에는 Intel Core 2 Duo 제품군이 포함됩니다. 그들은 하프늄 화합물을 유전체로 사용합니다.

하프늄은 고출력 무선 튜브, 로켓 엔진 노즐 및 원자로 부품 생산에 널리 사용됩니다. 산화 하프늄은 녹는점이 매우 높고 굴절률이 좋습니다. 야간 투시 장치, 광섬유 네트워크 및 열 화상 카메라용으로 특수 등급의 유리가 만들어집니다.

탄탈륨 카바이드와 하프늄 카바이드를 융합하면 세계에서 가장 내화성이 높은 합금을 얻을 수 있습니다. 녹는 점은 4200도 이상입니다. 하프늄은 내마모성 복합 코팅, 아르곤 용접용 전극, X선 거울용 반사 코팅을 만드는 데 사용됩니다.

하프늄의 또 다른 흥미로운 용도에 대해 살펴보겠습니다. 178m2라고 불리는 하프늄 동위원소에는 너무 많은 과잉 에너지가 포함되어 있어 X선에 노출되면 폭발적으로 방출될 수 있습니다. 이 경우 하프늄-178m2 1g에서 TNT 50kg이 폭발할 때 방출되는 에너지만큼 방출됩니다.

하프늄은 20세기 전반에 지르코늄 광물을 연구하던 중 X선 스펙트럼 분석을 통해 발견되었습니다. 하프늄의 존재는 러시아 화학자 D.I. 1870년 멘델레예프와 덴마크 물리학자 닐스 보어의 그 특성. 주기율표에 따르면 새로운 원소는 티타늄과 지르코늄의 유사물로 여겨졌으며 지르코늄과 티타늄 광물에서 발견되었습니다. 하프늄은 덴마크에서 발견되었기 때문에 이 나라의 고대 수도인 하프니아(Hafnia)의 이름을 따서 명명되었습니다.

하프늄은 무겁고 다루기 힘든 은백색 금속입니다., 냉간 가공 시 쉽게 변형되면서 동시에 강화됩니다. 하프늄의 기계적 특성은 가공 중 가스를 흡수하는 능력에 의해 영향을 받습니다. 이러한 금속을 가열하면 흡수된 가스가 금속과 화학 반응을 일으키고 전기적 특성을 크게 변화시켜 전기 저항을 증가시키고 전기 저항의 온도 계수를 감소시킵니다. 소형 하프늄은 공기 중에서 가열하면 다음과 같은 필름으로 덮입니다. 산화물은 금속 몸체에 침투합니다. 산소로 가열된 하프늄은 눈부시게 하얗게 연소됩니다. 질소는 산소처럼 하프늄과 반응하지만 하프늄 질화물은 1000°C 이상의 온도에서 불안정합니다. 300 - 1000°C 온도 범위에서 수소는 수소화물 HfH2를 형성하며, 이는 1500°C 이상의 온도에서 완전히 분해됩니다. 이 불순물은 하프늄을 부서지기 쉽게 만듭니다. 하프늄은 모든 농도와 온도에서 염산과 질산의 작용에 매우 강합니다. 소다와 칼륨 용액은 하프늄에 영향을 미치지 않습니다.

하프늄은 왕수, 습염소, 염화제이철 및 100°C에서 60% 농도의 황산 용액의 작용에 대한 저항성이 탄탈륨보다 열등합니다.
지르코늄의 화학적 쌍둥이인 하프늄은 중성자와 관련하여 크게 다릅니다. 순수 지르코늄이 중성자를 방해 없이 통과할 수 있게 한다면 하프늄은 중성자가 극복할 수 없는 장벽이 됩니다.
하프늄과 지르코늄의 화학적 성질의 유사성과 이와 관련하여 분리의 어려움은 하프늄과 지르코늄 이온의 반경이 거의 동일하다는 사실에 기인합니다.
자연에는 은보다 하프늄 원자가 25배, 금보다 1000배 더 많습니다. 그러나 하프늄은 자연에 극도로 분산되어 있으며 산업 처리에 적합한 광상을 지구상 몇몇 곳에서 사용할 수 있습니다. 하프늄을 채굴하고 천연 화합물로부터 분리하는 것이 어렵다는 점은 하프늄의 실제 사용을 제한하는 이유입니다.

영수증.

하프늄의 주요 공급원은 지르코늄 정광이며, 일부 변형에서는 산화 하프늄 함량이 2%에 이릅니다. 하프늄과 지르코늄의 방사능 양의 차이로 인해 지르코늄의 방사능 정도는 광물에 존재하는 하프늄 양의 지표 역할을 할 수 있습니다. 화학적 성질이 매우 유사한 하프늄과 지르코늄의 분리는 지르콘 정광을 개봉한 후 얻은 용액을 분별 결정화하는 방법으로 이루어지며, 하프늄염이 이 과정을 거친다. 하프늄은 철과 니오븀이 포함된 모액에서 농축되며, 이를 제거한 후 불화 하프늄은 황산염으로 전환되고 하소되어 HfO2를 방출하며 황산칼륨염은 침출을 통해 제거됩니다. 순수한 하프늄은 요오드화 방법으로 얻습니다. 하프늄 금속을 얻는 방법은 지르코늄과 동일합니다..

애플리케이션.

하프늄 화합물은 하프늄 금속의 융점보다 높은 온도에서 녹습니다. 예를 들어, 산화 하프늄은 2800°C에서 녹고, 하프늄 붕화물은 3250°C에서, 하프늄 질화물은 3310°C에서, 하프늄 탄화물은 3890°C에서 녹습니다. 따라서 이러한 화합물, 특히 질화 하프늄은 내열 합금 및 고온 내화물의 기초를 형성합니다. 이러한 화합물은 또한 볼로미터, 저항기, 열음극 및 형광등용 재료 제조를 위한 고체 재료, 무선 및 전기 공학 합금의 기초를 형성합니다. 이러한 동일한 특성으로 인해 전기 램프의 백열 필라멘트 제조에 하프늄 및 그 화합물을 사용할 수 있습니다.
원자로에서 지르코늄과 함께 하프늄을 사용하는 것도 그다지 중요하지 않았습니다. 순수 지르코늄은 중성자가 방해 없이 통과할 수 있도록 하는 반면, 하프늄은 중성자를 차단합니다. 따라서 핵연료 막대 제조를 위한 공동 사용은 성공적인 공생입니다. 지르코늄은 핵연료 막대용 "의류"로, 하프늄은 감속재 및 중성자 흡수체로 사용됩니다.

하프늄은 지르코늄과 마찬가지로 내식성 재료로 화학 장치 제조에 사용됩니다.
하프늄은 특정 알칼리 및 알칼리토류 물질과 반응하여 산화물을 제거하여 생성하는 데 사용됩니다.
하프늄 산화물은 유리 및 세라믹 산업, 내화물 생산에 사용됩니다.
하프늄과 동일한 특성을 갖는 지르코늄에 비해 가격이 비싸기 때문에 지르코늄보다 훨씬 덜 자주 사용됩니다.

J/(K몰)

몰량 단체의 결정 격자 격자 구조

육각형

격자 매개변수

ㅏ=3.196nm; 씨=5.051nm

태도 씨/ㅏ 기타 특성 열 전도성

(300K) 23.0W/(mK)

72
4f 14 5d 2 6s 2

하프늄- D.I. Mendeleev 주기율표의 장주기 형태의 4족 화학 원소(주기율표의 약식에 따름 - IV족의 2차 하위 그룹), 원자 번호 72의 6번째 주기. 기호 Hf(위도 하프늄)로 표시됩니다. 단순 물질은 무겁고 내화성이 있는 은백색 금속입니다.

발견의 역사와 이름의 유래

D.I. Mendeleev 시스템의 6주기 구조가 명확하지 않았기 때문에 희토류 원소 중에서 하프늄을 찾았습니다. 1911년에 프랑스 화학자 J. Urbain은 셀튬이라는 새로운 원소의 발견을 발표했습니다. 실제로 그는 이테르븀, 루테튬 및 소량의 하프늄으로 구성된 혼합물을 얻었습니다. 그리고 N. Bohr가 양자 역학 계산을 기반으로 마지막 희토류 원소가 원소 번호 71임을 보여준 후에야 하프늄이 지르코늄과 유사하다는 것이 분명해졌습니다.

그 특성과 원자가를 예측한 보어의 발견을 바탕으로 1923년 Dirk Coster와 Gyorgy de Hevesy는 X선 분광학을 사용하여 노르웨이산과 그린란드 지르콘을 체계적으로 분석했습니다. 끓는 산 용액으로 지르콘을 침출한 후 잔류물의 X선 회절 패턴 선과 72번째 원소에 대한 모슬리의 법칙에 따라 계산된 패턴의 일치로 인해 연구자들은 원소의 발견을 발표할 수 있었으며 이를 기념하여 하프늄이라고 명명했습니다. 발견이 이루어진 도시(lat. 하프니아- 코펜하겐의 라틴어 이름). 이후 J. Urbain, N. Koster 및 D. Hevesy 사이에 시작된 우선 순위에 대한 논쟁은 오랫동안 계속되었습니다. 1949년에 "하프늄"이라는 원소의 이름이 국제 위원회에 의해 승인되었고 모든 곳에서 승인되었습니다.

영수증

지각의 평균 하프늄 함량은 약 4g/t입니다. 하프늄에는 자체 미네랄이 부족하고 지르코늄과 지속적으로 동반되기 때문에 지르코늄 광석을 가공하여 얻습니다. 지르코늄 중량의 2.5%가 함유되어 있습니다(지르콘에는 4% HfO 2, 바델레이라이트가 포함되어 있음). 4-6% HfO 2). 전 세계적으로 연간 평균 약 70톤의 하프늄이 채굴되고 있으며, 그 생산량은 지르코늄 생산량에 비례합니다. 스칸듐 광물의 흥미로운 특징은 토르트베이타이트입니다. 이는 지르코늄보다 백분율로 훨씬 더 많은 하프늄을 함유하고 있으며, 이러한 상황은 토르트베이타이트를 스칸듐으로 가공하고 이로부터 하프늄을 농축할 때 매우 중요합니다.

세계 하프늄 자원

2007년 하프늄 99% 가격은 킬로그램당 평균 780달러였습니다(infogeo.ru 자료 기준).

이산화 하프늄 측면에서 세계 하프늄 자원은 100만 톤을 약간 초과합니다. 이러한 리소스의 배포 구조는 대략 다음과 같습니다.

• 호주 - 63만 톤 이상,
• 남아프리카 - 거의 287,000톤,
• 미국 - 105,000톤이 조금 넘습니다.
• 인도 - 약 7만 톤,
• 브라질 - 988만톤.

외국의 하프늄 원료 기반의 압도적 다수는 해안 해양 사금의 지르콘으로 대표됩니다.

물리적 특성

하프늄은 반짝이는 은백색 금속으로 단단하고 내화성이 있습니다. 잘게 분산시키면 검은색에 가까운 짙은 회색을 띠며, 무광택 정상적인 조건에서의 밀도는 13.31g/cm3입니다. 녹는점은 2506(2233°C)이고 끓는점은 4876(4603°C)입니다.

화학적 특성

하프늄에 가장 적합한 용매는 불화수소산(HF) 또는 불화수소산과 질산의 혼합물 및 왕수입니다.

고온(1000도 이상)에서 하프늄은 공기 중에서 산화되고 산소 중에서 연소됩니다. 할로겐과 반응함. 유리에 대한 산에 대한 내성은 유사합니다. 지르코늄과 마찬가지로 소수성(물에 젖지 않음)을 가지고 있습니다.

가장 중요한 화합물

2가 하프늄 화합물

• 하프늄 디브로마이드인 HfBr 2는 공기 중에서 자체 점화되는 검은색 고체입니다. 400°C에서 하프늄과 하프늄 사브롬화물로 분해됩니다. 가열하면서 진공에서 삼브롬화 하프늄을 불균형화하여 제조됩니다.

3가 하프늄 화합물

• HfBr 3, 하프늄 삼브롬화물은 흑청색 고체입니다. 400 °C에서 하프늄 디브롬화물과 사브롬화물로의 불균형. 수소 분위기에서 가열하거나 알루미늄 금속과 함께 사브롬하프늄을 환원시켜 제조됩니다.

4가 하프늄 화합물

• HfO 2, 이산화 하프늄 - 무색 단사정 결정(밀도 - 9.98 g/cm3) 또는 무색 정방정 결정(밀도 - 10.47 g/cm3). 후자는 티 mp 2900 °C, 물에 약간 용해되고 반자성이며 ZrO 2 보다 더 기본적인 특성을 가지며 촉매 특성을 나타냅니다. 하프늄 금속을 산소 중에서 가열하거나 하프늄 수산화물, 이옥살산염 또는 이황산염을 하소하여 얻습니다.
• Hf(OH) 4, 하프늄 수산화물은 알칼리와 과산화수소를 첨가하여 퍼옥소하프니아산염을 형성할 때 용해되는 흰색 침전물입니다. 이는 하프늄(IV) 염 용액을 가열하거나 알칼리로 처리하여 4가 하프늄 염을 심층적으로 가수분해하여 얻습니다.
• HfF 4, 사불화 하프늄 - 무색 결정. 티 pl 1025 °C, 밀도 - 7.13 g/cm³. 물에 녹여보자. 300 °C의 질소 흐름에서 화합물 (NH 4) 2 를 열분해하여 얻습니다.
• HfCl 4, 사염화 하프늄 - 백색 분말, 317 °C에서 승화합니다. 티 pl 432 °C. 이는 금속 하프늄, 하프늄 탄화물 또는 하프늄(II) 산화물과 석탄의 혼합물에 염소를 작용시켜 얻습니다.
• HfBr 4, 하프늄 테트라브롬화물 - 무색 결정. 322°C에서 승화합니다. 티약 420℃. 산화 하프늄(II)과 석탄을 500°C로 가열한 혼합물에 브롬 증기를 작용시켜 얻습니다.
• HfI 4, 하프늄 테트라요오다이드 - 노란색 결정. 427°C에서 승화하고 1400°C에서 열적으로 해리됩니다. 300°C에서 하프늄과 요오드를 반응시켜 얻습니다.
• Hf(HPO 4) 2, 인산수소하프늄 - 흰색 침전물이며 황산 및 불화수소산에 용해됩니다. 이는 하프늄(IV) 염 용액을 인산으로 처리하여 얻습니다.

애플리케이션

금속 하프늄의 주요 응용 분야는 항공우주 기술, 원자력 산업 및 특수 광학용 합금 생산입니다.

• 원자력 공학은 하프늄의 중성자 포획 능력을 활용하며, 원자력 산업에서의 하프늄 응용 분야는 제어봉, 특수 세라믹 및 유리(산화물, 탄화물, 붕화물, 옥소카바이드, 디스프로슘 하프네이트, 리튬 하프네이트) 생산입니다. 하프늄 이붕화물의 특징과 장점은 붕소가 "소진"될 때 가스 방출(헬륨, 수소)이 매우 낮다는 것입니다.
• 산화 하프늄은 온도 안정성(mp 2780 °C)과 매우 높은 굴절률로 인해 광학 분야에 사용됩니다. 하프늄 소비의 중요한 영역은 광섬유 제품을 위한 특수 등급 유리의 생산뿐 아니라 특히 고품질 광학 제품, 야간 투시 장치, 열화상 카메라를 포함한 거울 코팅의 생산입니다. 불화 하프늄도 비슷한 적용 분야를 가지고 있습니다.
• 하프늄 카바이드 및 붕화물(mp 3250 °C)은 내마모성이 매우 뛰어난 코팅 및 초경질 합금 생산에 사용됩니다. 또한, 하프늄 카바이드는 내화성이 가장 높은 화합물 중 하나(mp 3960°C)이며 우주 로켓 노즐 및 기상 핵 제트 엔진의 일부 구조 요소 생산에 사용됩니다.
• 하프늄은 상대적으로 낮은 전자 일함수(3.53eV)로 구별되므로 고출력 무선관 및 전자총용 음극 제조에 사용됩니다. 동시에 높은 융점과 함께 이러한 품질 덕분에 하프늄은 아르곤 금속 용접용 전극, 특히 이산화탄소 내 저탄소강 용접용 전극(음극) 생산에 사용될 수 있습니다. 이러한 전극의 이산화탄소 저항은 텅스텐 전극의 저항보다 3.7배 이상 높습니다. 바륨 하프네이트는 일함수가 낮은 효율적인 음극으로도 사용됩니다.
• 미세한 다공성 세라믹 제품 형태의 하프늄 카바이드는 세슘-133 증기가 진공 상태에서 표면에서 증발할 경우 매우 효율적인 전자 수집기 역할을 할 수 있습니다. 이 경우 전자 일함수는 0.1-0.12 eV 미만으로 감소합니다. , 그리고 이 효과는 매우 효율적인 열이온 전기 발전기와 강력한 이온 엔진의 부품을 만드는 데 사용될 수 있습니다.
• 하프늄과 니켈 이붕화물을 기반으로 한 내마모성이 뛰어나고 단단한 복합 코팅이 개발되어 오랫동안 사용되어 왔습니다.
• 탄탈륨-텅스텐-하프늄 합금은 기상 핵 로켓 엔진의 연료 공급을 위한 최고의 합금입니다.
• 하프늄을 합금한 티타늄 합금은 조선(선박 엔진 부품 생산)에 사용되며, 니켈과 하프늄을 합금하면 강도와 내식성을 높일 뿐만 아니라 용접성, 용접 강도를 획기적으로 향상시킵니다.
• 탄탈륨-하프늄 카바이드. 탄탈륨에 하프늄을 첨가하면 표면에 치밀하고 뚫을 수 없는 복합 산화물 막이 형성되어 공기 중 산화에 대한 저항성(내열성)이 극적으로 증가하며, 또한 이 산화막은 열 변화에 매우 강합니다( 열충격). 이러한 특성으로 인해 로켓 기술에 매우 중요한 합금(노즐, 가스 방향타)을 만드는 것이 가능해졌습니다. 로켓 노즐을 위한 최고의 하프늄-탄탈륨 합금 중 하나에는 최대 20%의 하프늄이 포함되어 있습니다. 또한 금속의 공기 플라즈마 및 산소 화염 절단용 전극 생산에 하프늄-탄탈륨 합금을 사용하면 경제적 효과가 크다는 점도 주목해야 합니다. 이러한 합금(하프늄 - 77%, 탄탈륨 - 20%, 텅스텐 - 2%, 은 - 0.5%, 세슘 - 0.1%, 크롬 - 0.4%)을 사용한 경험에 따르면 사용 수명은 다른 합금보다 9배 더 긴 것으로 나타났습니다. 순수 하프늄.
• 하프늄과 합금하면 터빈 건설, 석유, 화학 및 식품 산업에서 매우 중요한 많은 코발트 합금이 극적으로 강화됩니다.
• 하프늄은 견고한 희토류 영구 자석(특히 테르븀 및 사마륨)용 일부 합금에 사용됩니다.
• 하프늄 카바이드(HfC, 20%)와 탄탈륨 카바이드(TaC, 80%)의 합금은 내화성이 가장 높은 합금입니다(mp 4216°C). 또한, 이 합금에 소량의 탄화티타늄을 합금하면 녹는점이 180도 더 높아질 수 있다는 별도의 징후가 있습니다.
• 알루미늄에 하프늄을 1% 첨가하면 금속 입자 크기가 40~50nm인 초강력 알루미늄 합금을 얻을 수 있습니다. 이 경우 합금이 강화될 뿐만 아니라 상당한 상대 신율이 달성되고 전단 강도와 비틀림 강도가 증가하며 내진동성이 향상됩니다.
• 산화 하프늄을 기반으로 한 높은 유전 상수는 향후 10년 동안 마이크로 전자공학의 기존 산화 규소를 대체하여 칩의 요소 밀도를 훨씬 더 높일 수 있게 될 것입니다. 2007년부터 이산화 하프늄이 45nm Intel Penryn 프로세서에 사용되었습니다. 하프늄 실리사이드는 전자제품에서 유전율이 높은 유전체로도 사용됩니다. 하프늄 및 스칸듐 합금은 마이크로 전자공학에서 특별한 특성을 지닌 저항 필름을 생산하는 데 사용됩니다.
• 하프늄은 고품질 다층 X선 거울을 생산하는 데 사용됩니다.

유망한 애플리케이션

D. I. Mendeleev의 화학 원소 주기율표
																		HF
															우트

하프늄 특성 발췌

그녀는 그가 그녀를 거의 어린 시절에 알고 안드레이 왕자의 신부로 알았던 것과 똑같았습니다. 그녀의 눈에는 쾌활하고 의심스러운 빛이 빛났습니다. 그녀의 얼굴에는 부드럽고 이상하게 장난스러운 표정이 있었습니다.
피에르는 저녁을 먹었고 저녁 내내 거기 앉아 있었을 것입니다. 그러나 Marya 공주는 밤새도록 철야에 가고 있었고 Pierre는 그들과 함께 떠났습니다.
다음날 Pierre는 일찍 도착하여 저녁을 먹고 저녁 내내 거기에 앉아있었습니다. Marya 공주와 Natasha가 분명히 손님에게 만족했다는 사실에도 불구하고; 피에르의 삶에 대한 모든 관심이 이제 이 집에 집중되어 있음에도 불구하고 저녁까지 그들은 모든 것에 대해 이야기했고 대화는 하찮은 주제에서 다른 주제로 끊임없이 이동했으며 종종 중단되었습니다. 피에르는 그날 저녁 너무 늦게까지 잠을 이루지 못했기 때문에 마리야 공주와 나타샤는 서로를 바라보며 분명히 그가 곧 떠날지 기다리고 있었습니다. 피에르는 이것을 보고 떠날 수 없었습니다. 몸이 무겁고 어색했지만, 일어나서 나갈 수가 없어서 계속 앉아 있었습니다.
이 일이 끝날 것이라고 예상하지 못한 Marya 공주는 가장 먼저 일어나 편두통을 호소하며 작별 인사를 시작했습니다.
– 그럼 내일 상트페테르부르크로 가시나요? – 알았어.
“아니요, 안 가요.” 피에르는 놀라서 기분이 상한 듯 급히 말했다. - 아니, 상트페테르부르크로요? 내일; 난 그냥 작별 인사를하지 않습니다. “저는 의뢰를 받으러 갈게요.” 그는 Marya 공주 앞에 서서 얼굴을 붉힌 채 떠나지 않고 말했습니다.
나타샤는 그에게 손을 내밀고 떠났습니다. 반대로 Marya 공주는 떠나는 대신 의자에 앉아 빛나고 깊은 시선으로 피에르를 단호하고 조심스럽게 바라 보았습니다. 이전에 분명하게 보여주었던 피로감은 이제 완전히 사라졌습니다. 그녀는 마치 긴 대화를 준비하는 듯 깊고 긴 숨을 쉬었다.
나타샤가 제거되자 피에르의 당혹감과 어색함은 모두 즉시 사라지고 흥분된 애니메이션으로 대체되었습니다. 그는 신속하게 의자를 Marya 공주 가까이로 옮겼습니다.
“그래, 그게 내가 너에게 말하고 싶었던 거야.” 그는 그녀의 시선에 말처럼 대답하며 말했다. - 공주님, 도와주세요. 어떻게 해야 하나요? 희망해도 될까요? 공주님, 내 친구여, 내 말을 들어보세요. 나는 모든 것을 알고 있습니다. 나는 그녀에게 합당하지 않다는 것을 압니다. 지금은 그것에 대해 이야기하는 것이 불가능하다는 것을 알고 있습니다. 하지만 나는 그녀의 오빠가 되고 싶어요. 아니, 난 그러고 싶지 않아... 그럴 수 없어...
그는 멈춰 서서 손으로 얼굴과 눈을 문질렀다.
“글쎄요.” 그는 계속해서 일관되게 말하려고 노력하는 것 같았습니다. “언제부터 그 사람을 사랑했는지 모르겠어요.” 그러나 나는 평생 동안 그녀만을 사랑했고 그녀 없이는 삶을 상상할 수 없을 정도로 그녀를 사랑했습니다. 이제 나는 감히 그녀에게 손을 물어볼 수 없습니다. 하지만 어쩌면 그녀가 내 것일 수도 있고 내가 이 기회를 놓칠 수도 있다는 생각은... 기회... 끔찍해요. 말해봐, 나에게 희망이 있을 수 있을까? 내가 무엇을 해야 하는지 말해 보세요. “공주님.” 그는 잠시 침묵을 지킨 후 그녀가 대답하지 않자 그녀의 손을 만지며 말했다.
Marya 공주는 “당신이 나에게 말한 내용을 생각하고 있습니다.”라고 대답했습니다. - 내가 말해주지. 맞아요, 이제 그녀에게 사랑에 대해 뭐라고 말해야 할까요... - 공주님이 말을 멈췄어요. 그녀는 이렇게 말하고 싶었습니다. 이제 그녀에게 사랑에 대해 이야기하는 것은 불가능합니다. 그러나 그녀는 셋째 날 나타샤의 갑작스런 변화를 통해 피에르가 자신에게 사랑을 표현하면 나타샤가 화를 내지 않을 뿐만 아니라 이것이 그녀가 원하는 전부라는 것을 알았기 때문에 중단했습니다.
Marya 공주는 “지금은 그녀에게 말할 수 없습니다.”라고 말했습니다.
- 그런데 어떻게 해야 하나요?
Marya 공주는 "이것을 나에게 맡겨주세요"라고 말했습니다. - 알아요…
피에르는 Marya 공주의 눈을 들여다 보았습니다.
"글쎄요..." 그가 말했다.
“저는 그녀가 당신을 사랑한다는 것을 압니다... 당신을 사랑할 것입니다.” Marya 공주가 자신을 정정했습니다.
그녀가 이 말을 하기 전에 피에르는 벌떡 일어나 겁에 질린 얼굴로 메리야 공주의 손을 잡았습니다.
- 왜 그렇게 생각하나요? 내가 희망을 가질 수 있을 것 같아? 당신은 생각한다?!
“네, 그런 것 같아요.” Marya 공주가 웃으며 말했습니다. - 부모님에게 편지를 써보세요. 그리고 나에게 지시하십시오. 가능하면 내가 그녀에게 말해줄게. 나는 이것을 바란다. 그리고 내 마음은 이런 일이 일어날 것이라고 느낍니다.
- 아니, 그럴 리가 없어! 나는 얼마나 행복해요! 하지만 이건 있을 수 없는 일인데... 정말 기쁘네요! 아니, 그럴 리가 없어! -피에르는 Marya 공주의 손에 키스하며 말했습니다.
– 상트페테르부르크로 가세요. 더 좋습니다. “그리고 당신에게 편지를 쓰겠습니다.” 그녀가 말했다.
- 상트페테르부르크로요? 운전하다? 알았어, 그래, 가자. 그런데 내일 찾아가도 될까요?
다음날 피에르가 작별 인사를 하러 왔습니다. 나타샤는 이전보다 활기가 떨어졌습니다. 하지만 이날 피에르는 가끔 그녀의 눈을 바라보며 자신이 사라지고 있다는 느낌을 받았고, 그도 그녀도 더 이상 존재하지 않고 단지 행복감만이 있을 뿐이라는 것을 느꼈습니다. "정말? 아니, 그럴 리가 없어.” 그는 그의 영혼을 기쁨으로 가득 채운 모든 표정, 몸짓, 말투로 스스로에게 말했습니다.
그녀에게 작별 인사를 할 때 그는 그녀의 얇고 얇은 손을 잡았을 때 무의식적으로 그것을 조금 더 오래 잡았습니다.
“이 손, 이 얼굴, 이 눈, 이 모든 여성적 매력이 담긴 외계 보물, 이 모든 것이 나 자신과 마찬가지로 영원히 내 것이고 친숙한 것이 될까요? 아니, 불가능해!.."
“안녕하세요, 백작님.” 그녀가 그에게 큰 소리로 말했습니다. “나는 당신을 기다리고 있을 거예요.” 그녀가 속삭이듯 덧붙였다.
그리고 이 단순한 말과 그에 수반된 표정과 표정은 두 달 동안 피에르의 지칠 줄 모르는 기억, 설명, 행복한 꿈의 주제가 되었습니다. “정말 기다리고 있겠습니다... 네, 네, 그 말대로요? 네, 많이 기다리고 있겠습니다. 아, 정말 기쁘네요! 이게 뭐야, 정말 기쁘다!” - 피에르가 스스로에게 말했습니다.

피에르의 영혼에서는 헬렌과의 중매 과정에서 비슷한 상황에서 일어난 일과 비슷한 일이 이제 일어나지 않았습니다.
그는 그때처럼 고통스러운 수치심으로 자신이 했던 말을 되풀이하지도 않았고, 스스로에게 이렇게 말하지도 않았습니다. “아, 내가 왜 이렇게 말하지 않았지? 그리고 왜, 내가 그때 왜 “je vous aime”이라고 말했지?” [사랑해] 이제 반대로 그는 그녀의 얼굴, 미소의 모든 세부 사항으로 상상 속에서 그녀의 모든 말을 반복했으며 아무것도 빼거나 추가하고 싶지 않았습니다. 그는 단지 반복하고 싶었습니다. 그가 맡은 일이 좋은 것인지 나쁜 것인지에 대해서는 더 이상 의심의 여지가 없었습니다. 때때로 한 가지 끔찍한 의심만이 그의 마음을 스쳤습니다. 이 모든 게 꿈 속에 있는 것 아닙니까? Marya 공주가 착각했나요? 내가 너무 자랑스럽고 오만한 걸까? 나는 믿는다; 그리고 갑자기 일어날 것처럼 Marya 공주가 그녀에게 말할 것이고 그녀는 미소를 지으며 대답할 것입니다. “정말 이상해요! 그는 아마도 착각했을 것입니다. 그 사람은 자기가 남자일 뿐이라는 걸 모르나요? 그리고 나는?.. 나는 완전히 다르고, 더 높습니다.”
이 의심만이 피에르에게 자주 발생했습니다. 그도 지금은 아무 계획도 세우지 않았다. 임박한 행복은 그에게 너무 믿기지 않아서 일이 일어나 자마자 아무 일도 일어날 수 없었습니다. 모든 것이 끝났습니다.
피에르가 자신을 무능력하다고 여겼던 즐겁고 예상치 못한 광기가 그를 사로잡았습니다. 그에게 있어서만이 아니라 온 세상을 위한 삶의 전체 의미는 오직 그의 사랑과 그를 향한 그녀의 사랑의 가능성에만 있는 것처럼 보였습니다. 때때로 모든 사람들은 그의 미래 행복이라는 단 한 가지에만 전념하는 것처럼 보였습니다. 때때로 그에게는 그들 모두가 그와 마찬가지로 행복해 보였고, 다른 관심사로 바쁜 척하면서 이 기쁨을 숨기려고만 하는 것처럼 보였습니다. 모든 말과 행동에서 그는 자신의 행복에 대한 힌트를 보았습니다. 그는 의미심장하고 행복한 외모와 은밀한 동의를 표현하는 미소로 그를 만나는 사람들을 자주 놀라게 했습니다. 그러나 사람들이 자신의 행복을 알지 못할 수도 있다는 것을 깨달았을 때 그는 온 마음을 다해 그들을 불쌍히 여기고 그들이하는 모든 일이 완전히 말도 안되는 사소한 일이며 주목할 가치가 없다는 것을 어떻게 든 설명하고 싶은 욕구를 느꼈습니다.
그는 봉사를 제안받을 때나 장군, 국정, 전쟁에 대해 논의 할 때 모든 사람의 행복이 이런 저런 사건의 결과에 달려 있다고 가정하고 온유하고 동정적인 미소로 듣고 사람들을 놀라게했습니다. 이상한 말로 그에게 말을 건 사람. 그러나 피에르에게 삶의 진정한 의미, 즉 그의 감정을 이해하는 것처럼 보였던 사람들과 분명히 이것을 이해하지 못한 불행한 사람들 모두-이 기간 동안의 모든 사람들은 그에게 그토록 밝은 빛으로 보였습니다. 그는 아무런 노력도 하지 않고 즉시 어떤 사람을 만나도 그에게서 선하고 사랑받을 가치가 있는 모든 것을 보았다는 것을 그에게서 빛나게 느꼈습니다.
죽은 아내의 일과 서류를 보면서 그는 지금 알고 있는 행복을 그녀가 알지 못했다는 안타까움 외에는 그녀에 대한 기억에 어떤 감정도 느끼지 못했습니다. 이제 새로운 장소와 별을 얻은 것을 특히 자랑스럽게 생각하는 바실리 왕자는 그에게 감동적이고 친절하며 불쌍한 노인처럼 보였습니다.
피에르는 나중에 이 행복한 광기의 시간을 종종 회상했습니다. 이 기간 동안 그가 사람과 상황에 대해 내린 모든 판단은 그에게 영원히 진실로 남아있었습니다. 그는 나중에 사람과 사물에 대한 이러한 견해를 포기했을뿐만 아니라 반대로 내부 의심과 모순 속에서 현재 광기의시기에 가졌던 견해에 의지했으며이 견해는 항상 올바른 것으로 판명되었습니다.
“아마도 그때는 내가 이상하고 재미있어 보였던 것 같아요. 하지만 그때 나는 생각만큼 화나지 않았습니다. 오히려 그때 나는 그 어느 때보다 더 똑똑하고 통찰력이 있었고, 인생에서 이해할 가치가 있는 모든 것을 이해했습니다. 왜냐하면 ... 나는 행복했기 때문입니다.”
피에르의 광기는 이전처럼 사람들의 장점이라고 부르는 개인적인 이유로 그들을 사랑하기를 기다리지 않았지만 사랑이 그의 마음을 가득 채웠고 이유없이 사람들을 사랑하는 그는 의심 할 여지가 없다는 사실로 구성되었습니다. 그들을 사랑할 가치가 있는 이유.

그 첫날 저녁부터 피에르가 떠난 후 나타샤는 즐겁게 조롱하는 미소로 Marya 공주에게 그가 확실히 목욕탕에서 프록 코트를 입고 머리를 깎은 순간부터 숨겨져 있고 알려지지 않은 무언가가 있다고 말했습니다. 그녀에게는 거부할 수 없는 나타샤의 영혼이 깨어났습니다.
모든 것: 그녀의 얼굴, 걸음걸이, 시선, 목소리 등 그녀의 모든 것이 갑자기 변했습니다. 그녀에게는 뜻밖의 삶의 힘과 행복에 대한 희망이 표면화되어 만족을 요구하게 되었다. 첫날 저녁부터 나타샤는 자신에게 일어난 모든 일을 잊어버린 것 같았습니다. 그 이후로 그녀는 한 번도 자신의 상황에 대해 불평하지 않았고 과거에 대해 한마디도 말하지 않았으며 더 이상 미래에 대한 즐거운 계획을 세우는 것을 두려워하지 않았습니다. 그녀는 피에르에 대해 거의 말하지 않았지만 Marya 공주가 그를 언급했을 때 그녀의 눈에는 오랫동안 꺼진 반짝임이 빛나고 그녀의 입술은 이상한 미소로 주름이 잡혔습니다.
처음에 나타샤에게 일어난 변화는 Marya 공주를 놀라게 했습니다. 그러나 그녀가 그 의미를 이해했을 때, 이 변화는 그녀를 화나게 했습니다. 마리아 공주는 혼자서 일어난 변화를 곰곰이 생각하면서 “그녀가 정말로 자기 오빠를 너무 적게 사랑해서 그를 그렇게 빨리 잊을 수 있었을까?”라고 생각했습니다. 그러나 그녀가 나타샤와 함께 있을 때 그녀는 그녀에게 화를 내지도 않았고 그녀를 비난하지도 않았습니다. 나타샤를 사로잡은 깨어난 생명의 힘은 분명히 통제할 수 없었고 그녀에게는 예상치 못한 것이었기 때문에 나타샤 앞에서 마리아 공주는 영혼 속에서도 그녀를 비난할 권리가 없다고 느꼈습니다.
나타샤는 자신이 더 이상 슬프지 않고 즐겁고 쾌활하다는 사실을 숨기려고하지 않을 정도로 완전성과 성실함으로 새로운 감정에 자신을 바쳤습니다.
피에르와의 야간 설명을 마친 후 Marya 공주가 자신의 방으로 돌아 왔을 때 나타샤는 문턱에서 그녀를 만났습니다.
- 그가 말했어요? 예? 그가 말했지? – 그녀는 반복했습니다. 기쁨에 대한 용서를 구하는 즐겁고 동시에 불쌍한 표정이 나타샤의 얼굴에 자리 잡았습니다.
– 나는 문 앞에서 듣고 싶었습니다. 하지만 나는 당신이 나에게 무엇을 말할지 알고 있었습니다.
아무리 이해할 수 있어도 나타샤가 그녀를 바라 보는 감동적인 표정은 Marya 공주를위한 것이었습니다. 그녀는 그녀의 흥분된 모습을 보고 얼마나 안타까웠는지 모릅니다. 그러나 나타샤의 말은 처음에는 Marya 공주를 화나게했습니다. 그녀는 그녀의 형제, 그의 사랑을 기억했습니다.
“하지만 우리는 무엇을 할 수 있습니까? 그녀는 달리 할 수 ​​없습니다.”라고 Marya 공주는 생각했습니다. 그리고 그녀는 슬프고 다소 엄격한 얼굴로 나타샤에게 피에르가 그녀에게 말한 모든 것을 말했습니다. 나타샤는 상트페테르부르크로 간다는 소식을 듣고 깜짝 놀랐습니다.
- 상트페테르부르크로요? – 그녀는 이해하지 못하는 듯 반복했습니다. 하지만 마리아 공주의 슬픈 표정을 보고 그녀는 슬픔의 이유를 짐작하고 갑자기 울기 시작했습니다. “마리, 나한테 무엇을 해야 하는지 가르쳐 주세요.”라고 그녀가 말했습니다. 나는 나쁜 사람이 될까 두렵다. 당신이 무슨 말을 하든 나는 그대로 하겠습니다. 가르쳐 줘…
- 넌 그를 사랑해?
"그래요." 나타샤가 속삭였다.
-무슨 일로 울고 있나요? 나타샤의 눈물에 대한 기쁨을 완전히 용서한 마리야 공주는 “당신이 있어서 기쁘다”고 말했다.
– 조만간은 아닐 거예요. 언젠가는요. 내가 그의 아내가 되고 당신이 니콜라스와 결혼하면 얼마나 행복할지 생각해 보세요.
– 나타샤, 이 얘기는 하지 말라고 했어요. 우리는 당신에 대해 이야기하겠습니다.
그들은 침묵했습니다.
- 그런데 왜 상트페테르부르크로 가나요? - 나타샤가 갑자기 말했고 그녀는 재빨리 스스로 대답했습니다. - 아뇨, ​​아뇨, 이렇게 되어야 합니다... 네, 마리? 그래야지...

12년차로부터 7년이 지났습니다. 유럽의 혼란스러운 역사적 바다가 해안에 정착했습니다. 조용해 보였습니다. 그러나 인류를 움직이는 신비한 힘(그들의 움직임을 결정하는 법칙이 우리에게 알려지지 않았기 때문에 신비로움)은 계속해서 작동했습니다.
역사적 바다의 표면이 움직이지 않는 것처럼 보임에도 불구하고 인류는 시간의 흐름만큼 끊임없이 움직였습니다. 다양한 인간관계 그룹이 형성되고 해체되었습니다. 국가의 형성과 해체의 이유와 민족의 움직임이 준비되었습니다.
이전과는 달리 역사적인 바다는 돌풍에 의해 한 해안에서 다른 해안으로 이동했습니다. 깊은 곳에서 끓어올랐습니다. 이전과는 달리 역사적인 인물들이 파도를 타고 한 해안에서 다른 해안으로 돌진했습니다. 이제 그들은 한곳에서 회전하는 것 같았습니다. 이전에 군대의 수장이었던 역사적 인물들은 전쟁, 캠페인, 전투의 명령을 통해 대중의 움직임을 반영했지만 이제는 정치적, 외교적 고려, 법률, 논문을 통해 끓어오르는 운동을 반영했습니다.
역사가들은 이러한 역사적 인물의 활동을 반작용이라고 부른다.
역사가들은 반동이라고 부르는 것의 원인이라고 생각하는 이러한 역사적 인물의 활동을 설명하면서 그들을 엄격하게 비난합니다. 알렉산더와 나폴레옹부터 스탈, 포티우스, 셸링, 피히테, 샤토브리앙 등에 이르기까지 당시의 모든 유명한 사람들은 진보나 반동에 기여했는지에 따라 엄격한 판단을 받고 무죄 또는 비난을 받았습니다.
러시아에서는 그들의 설명에 따르면이 기간 동안 반응이 일어 났으며이 반응의 주범은 알렉산더 1 세였습니다. 설명에 따르면 자유주의 이니셔티브의 주범이었던 알렉산더 1 세였습니다. 그의 통치와 러시아의 구원.
실제 러시아 문학에서 고등학생부터 학식있는 역사가에 이르기까지 알렉산더 1 세의 통치 기간 동안 잘못된 행동으로 인해 자신의 조약돌을 던지지 않을 사람은 없습니다.
“그는 이런 저런 일을 했어야 했어요. 이번 경우에는 좋은 행동을 했고, 이번 경우에는 나쁜 행동을 했습니다. 그는 통치 초기와 제12년에 잘 행하였다. 그러나 그는 폴란드에 헌법을 부여하고, 신성 동맹을 만들고, Arakcheev에 권력을 부여하고, Golitsyn과 신비주의를 장려하고, Shishkov와 Photius를 장려함으로써 나쁘게 행동했습니다. 그가 군대의 최전방에 참여함으로써 뭔가 잘못된 일을 했습니다. 그는 Semyonovsky 연대 등을 배포하여 나쁘게 행동했습니다.”
역사가들이 인류의 선익에 대한 지식을 바탕으로 그에게 가하는 모든 비난을 나열하려면 10페이지를 채워야 할 것입니다.
이러한 비난은 무엇을 의미합니까?
역사가들이 알렉산더 1세를 승인한 바로 그 행동들, 즉 그의 통치의 자유주의적 주도권, 나폴레옹과의 싸움, 그가 12년차에 보여준 확고함, 13년차 캠페인 등은 동일한 출처에서 유래하지 않습니다. - 알렉산더의 성격을 만든 혈액, 교육, 삶의 조건 - 신성 동맹, 폴란드 복원, 20년대의 반응과 같이 역사가들이 그를 비난하는 행동이 흐르는 곳은 어디입니까?
이러한 비난의 본질은 무엇입니까?
가능한 가장 높은 수준의 인간 권력에 서 있던 알렉산더 1 세와 같은 역사적 인물이 그에게 집중된 모든 역사적 광선의 눈부신 빛의 초점에 있다는 사실; 권력과 분리될 수 없는 음모, 속임수, 아첨, 자기기만의 세계에서 가장 강력한 영향력을 받는 사람; 삶의 매 순간, 유럽에서 일어난 모든 일에 대한 책임감을 느낀 얼굴, 허구가 아닌 모든 사람처럼 자신의 개인적인 습관, 열정, 선함, 아름다움, 진실에 대한 열망을 가지고 살아가는 얼굴- 이 얼굴은 50년 전에는 덕망이 없었을 뿐만 아니라(역사가들은 이에 대해 그를 비난하지 않습니다), 그는 지금의 한 교수가 가지고 있는 인류의 이익에 대한 그러한 견해를 갖고 있지 않았습니다. 어린 나이, 즉 책과 강의를 읽고, 이 책과 강의를 하나의 노트에 베껴 쓰는 것.
그러나 50년 전 알렉산더 1세가 민족의 이익이 무엇인지에 대한 견해가 틀렸다고 가정하더라도, 마찬가지로 알렉산더를 판단하는 역사가도 얼마 후 그의 견해가 부당한 것으로 판명될 것이라고 무의식적으로 가정해야 합니다. 인류의 이익이라는 관점입니다. 이 가정은 더욱 자연스럽고 필요합니다. 왜냐하면 역사의 발전에 따라 우리는 매년 새로운 작가가 나올 때마다 인류의 선이 무엇인지에 대한 견해가 변한다는 것을 알기 때문입니다. 그래서 좋게 보였던 것이 10년 후에는 악한 것으로 나타납니다. 그 반대. 더욱이 동시에 우리는 역사에서 무엇이 악이고 무엇이 선인지에 대한 완전히 반대되는 견해를 발견합니다. 어떤 사람들은 폴란드와 신성 동맹에 주어진 헌법에 대한 공로를 인정하고 다른 사람들은 알렉산더에 대한 비난으로 간주합니다.
알렉산더와 나폴레옹의 활동에 대해 그것이 유용하거나 해롭다고 말할 수는 없습니다. 왜냐하면 그것이 무엇이 유용하고 무엇이 해로운지 말할 수 없기 때문입니다. 누군가가 이 활동을 좋아하지 않는다면 그것은 좋은 것이 무엇인지에 대한 제한된 이해와 일치하지 않기 때문에 좋아하지 않는 것입니다. 12년에 모스크바에 있는 아버지 집을 보존하는 것이 좋을 것 같습니까, 아니면 러시아 군대의 영광이나 상트페테르부르크와 다른 대학의 번영, 폴란드의 자유, 러시아의 힘, 균형을 유지하는 것이 좋을 것 같습니까? 유럽의 특정 종류의 계몽-진보, 나는 모든 역사적 인물의 활동이 이러한 목표 외에도 내가 접근할 수 없는 다른 보다 일반적인 목표를 가지고 있다는 것을 인정해야 합니다.
그러나 소위 과학이 모든 모순을 조화시킬 수 있는 능력을 갖고 있으며 역사적 인물과 사건에 대해 변함없는 선과 악의 척도를 가지고 있다고 가정해 봅시다.
알렉산더가 모든 것을 다르게 할 수 있었다고 가정해 봅시다. 인류 운동의 궁극적 목표를 알고 있다고 공언하는 사람들, 그를 비난하는 사람들의 지시에 따라 그가 민족성, 자유, 평등, 진보의 강령에 따라 질서를 세울 수 있다고 가정해 봅시다. 기타) 그의 현재 고발자들이 그에게 주었을 것입니다. 이 프로그램이 가능하고 작성되었으며 알렉산더가 이에 따라 행동할 것이라고 가정해 보겠습니다. 그렇다면 정부의 방향에 반대했던 모든 사람들의 활동, 즉 역사가들에 따르면 좋고 유용한 활동은 어떻게 될까요? 이 활동은 존재하지 않습니다. 생명이 없을 것입니다. 아무 일도 일어나지 않았을 것입니다.
인간의 생명이 이성에 의해 통제될 수 있다고 가정한다면 생명의 가능성은 파괴될 것입니다.

역사가들이 하는 것처럼, 위대한 사람들이 러시아나 프랑스의 위대함, 유럽의 균형, 혁명 사상의 확산, 일반적인 진보 등 특정 목표를 달성하도록 인류를 이끈다고 가정한다면, 그것이 무엇이든 우연과 천재성이라는 개념 없이는 역사현상을 설명하는 것이 불가능하다.

은백색을 띠는 강하고 단단하며 다루기 힘든 화학 원소입니다. 화학 원소인 금속 하프늄은 노르웨이 지르코늄 광석에서 끓는 산으로 금속 지르코늄을 침출한 결과로 물리학자 Koster와 Hivesi가 1923년 덴마크 수도에서 처음 발견했습니다.

처리 결과 얻은 나머지 화학 물질을 면밀히 분석한 결과, 생성된 X선 회절 패턴의 선이 당시 미지의 원소 No. 72에 대해 계산 및 예상된 결과와 절대적으로 정확히 일치하는 것으로 나타났습니다. 멘델레예프가 예언한 존재다. 발견된 금속 하프늄의 이름을 지정하고 이를 4족에 할당하고 주기율표에서 기호 Hf로 지정하는 것이 제안되었습니다.

더 자세한 연구에 따르면 이 화학 원소는 항상 지르코늄 화합물에 존재하지만 실제로는 자연에서 자유 형태로 발견되지 않습니다. 게다가 최근 발견된 금속의 화학적 성질은 40번 원소인 지르코늄의 특성과 완전히 동일합니다.

같은 해인 1923년에 과학자들은 최초로 순도 99%의 금속 하프늄을 분리할 수 있었습니다. 추가 개발을 통해 하프늄과 지르코늄을 분리하는 여러 가지 방법을 찾을 수 있었지만 모두 효과가 충분하지 않았으며 당시에는 실질적인 관심을 끌지 못했습니다.

지르코늄과 하프늄을 별도로 생산하는 상황은 원자력 발전과 함께 변화하기 시작했습니다. 지르코늄의 물리적 특성은 중성자의 효과적인 흡수를 보장할 수 있으며, 하프늄 불순물은 이러한 지표를 20배 이상 감소시킵니다. 따라서 처음에는 지르코늄의 순도를 높이기 위해 이 두 화학원소의 분리가 이루어졌고, 수산화하프늄은 폐부산물로 공급되어 처음에는 제조업체와 야금학자에게 관심이 없었습니다.

요소의 물리적 특성

내화성 하프늄의 녹는점은 2222°C이고 끓는점은 5400°C입니다. 밀도는 13.31g/cm3입니다. 이러한 물리적 특성 덕분에 하프늄은 야금 분야에서 고강도 및 내열성 재료를 제조하는 데 널리 사용되며, 강하고 열적으로 안정적인 새로운 스테인리스 재료를 생산하기 위한 합금 첨가제로도 널리 사용됩니다.

순수 금속은 연성이 있어 열간 및 냉간 가공이 가능하고 용접이 잘 되며 특히 중요한 금속 구조물, 조립품 및 부품의 제조에 사용될 수 있습니다.

하프늄을 사용한 합금

외관과 내식성 측면에서 하프늄과 지르코늄 금속 합금은 은에 비해 특성이 열등하지 않지만 훨씬 저렴합니다. 덕분에 이 소재는 전기 공학 및 전자 분야에서 널리 사용되었습니다.

용접 장비 제조 및 금속 절단에 이러한 합금 및 화합물을 사용하면 작업 수명이 크게 늘어나고 공작물 가공 품질이 향상됩니다.

하프늄 합금 티타늄 및 그 합금은 선박 엔진의 핵심 부품 제조, 고품질 용접 확보 및 금속의 내식성 향상에 사용됩니다. 알루미늄에 이 금속을 1%만 추가하면 가볍고 매우 강한 합금을 얻을 수 있습니다.

하프늄은 희토류 물질을 기반으로 한 초강력 영구 자석을 만드는 데 사용됩니다. 기술적 요구와 과학적 연구를 위한 다층 고품질 거울 재료의 생산에 사용됩니다.

오늘날, 전기 에너지원 무게 1kg당 휘발유 2~3톤을 대체할 수 있는 견고한 배터리 제조에 하프늄을 사용하는 개발이 진행 중입니다.

적용분야

20세기 중반에는 하프늄에 대해 6개의 기존 동위원소가 확인되었으며, 각 동위원소는 방사선을 흡수하는 고유한 능력을 가지고 있습니다. 이 화학 원소는 원자로 작동 중 흡수봉 제조에 사용되기 시작했습니다. 이 금속의 다른 유용한 특성도 발견되었습니다. 그 결과, 10년에 걸쳐 하프늄 생산량이 연간 40kg에서 60톤으로 증가했습니다.

72번째 화학 원소는 기계적 강도가 높고 내열성 및 기타 여러 유용한 특성이 특징입니다. 따라서 원자력 에너지 외에도 하프늄은 다음 용도로 사용됩니다.

• 야금 분야에서 특히 강력하고 내열성이 뛰어난 합금 생산;
• 초소형 회로 및 전자 장치 제조;
• 엑스레이 및 텔레비전 빔 튜브 생산;
• 부식 방지 코팅 적용;
• 백열등의 전극 생산;
• 하프늄과 탄탈륨의 합금은 로켓 공학에 사용됩니다.
• 화학 생산에서는 산, 알칼리 및 기타 화학적 활성 물질에 저항하는 금속으로 사용됩니다.

하프늄 소재의 높은 강도와 ​​밀도는 광학 및 항공우주 응용 분야에서의 사용에 기여했습니다. 72번 화학 원소의 90%는 오늘날 원자력 에너지에서 보호 요소 제조에 사용됩니다.

그러나 하프늄의 높은 가격으로 인해 널리 사용되는 것이 제한되며 값싼 금속 표면의 얇은 보호 코팅으로 가장 자주 사용됩니다. 이러한 금속의 높은 비용은 생산의 노동 강도뿐만 아니라 지각의 상대적으로 작고 분산된 매장량으로 설명됩니다.

지르콘 채굴의 지리

지르콘의 일반적인 이산화 하프늄 함량은 2%를 초과하지 않으며, 나이지리아에서 가장 풍부한 매장량만이 이 광물을 최대 5%까지 함유할 수 있습니다. 세계 여러 나라의 연안 바다 얕은 곳과 강바닥 퇴적물은 하프늄을 함유한 지르코늄 광석 함량이 높은 것이 특징입니다. 러시아 연방에서는 우랄 지역의 키비니 산맥에서 지르콘 광상이 개발되었습니다.

전 세계 생산 수준에 대한 통계에 따르면 하프늄 금속의 양은 50~60톤, 지르코늄의 양은 2.5톤입니다.

하프늄 산업 생산 기술

하프늄 생산을 위한 출발 물질은 광물 지르코늄 광석이며, 우선 생산 조건에 따라 금속의 최대 2%가 존재하는 ZrSiO4는 하프늄 원자로 대체될 수 있습니다.

하프늄과 지르코늄 금속을 생산하는 기술은 광물을 분쇄하고 흑연과 같은 탄소 함유 물질과 혼합하는 것입니다. 그 후, 이러한 혼합물은 연소를 위한 깨끗한 공기를 공급하지 않고 1800˚C로 가열된 용광로에 공급됩니다. 동시에 탄소 먼지가 포함된 하프늄과 지르코늄은 탄화물을 형성하고 추가 기술 처리가 가능하지만 별도로 준비됩니다.

그런 다음 생성된 재료를 다시 분쇄하고 용광로에 넣고 염소 가스 존재 하에서 500˚C로 가열하여 하프늄, 사염화지르코늄 화합물을 형성하고 이를 사용하여 분별 결정화의 결과 순수한 금속을 얻습니다.

실제로 오늘날 생산되는 모든 하프늄은 원자력 에너지의 원자로 기술을 지원하기 위해 순수한 지르코늄을 얻기 위한 공급원료 관련 처리의 결과입니다. 이 경우 1kg의 하프늄을 얻으려면 약 50kg의 지르코늄이 처리됩니다. 따라서 이들 금속의 총 생산량은 지르코늄 생산량에 직접적으로 의존합니다.

세계 시장의 하프늄 가격

오늘날 하프늄 생산의 세계적 리더십은 미국 회사인 Western Zirconium 및 Allegheny Technologies와 프랑스 Cezus가 보유하고 있습니다. 이는 세계 시장에서 이 금속 가격에 상당한 영향을 미칠 수 있으며, 현재 평균 가격은 kg당 약 710달러입니다.

러시아에서는 하프늄을 금속 시트, 와이어, 막대, 주물 또는 분말 형태로 구입할 수 있습니다. 순수한 형태의 이 물질은 널리 분포되지 않으며 특수 합금이나 화합물의 형태로 가장 자주 사용됩니다.