Ciri-ciri hafnium. Hafnium - semua tentang logam yang jarang ditemui

Tenaga pengionan
(elektron pertama) 575.2 (5.96) kJ/mol (eV) Konfigurasi elektronik 4f 14 5d 2 6s 2 Sifat kimia Jejari kovalen 144 petang Jejari ion (+4e) 78 malam Keelektronegatifan
(menurut Pauling) 1,3 Keupayaan elektrod 0 Keadaan pengoksidaan 4 Sifat termodinamik bahan ringkas Ketumpatan 13.31 /cm³ Kapasiti haba molar 25.7 J/(mol) Kekonduksian terma 23.0 W/(·) Suhu lebur 2 503 Haba Lebur (25.1) kJ/mol Suhu mendidih 5 470 Haba pengewapan 575 kJ/mol Isipadu molar 13.6 cm³/mol Kekisi kristal bahan ringkas Struktur kekisi heksagon Parameter kekisi 3,200 nisbah c/a 1,582 Suhu Debye n/a

Hf	72
178,49
4f 14 5d 2 6s 2
Hafnium

Hafnium ialah logam putih keperakan yang berat dan tahan api, unsur 72 dalam jadual berkala. Ditemui pada tahun 1923. Hafnium telah dicari antara unsur nadir bumi, kerana struktur tempoh ke-6 sistem D.I. Mendeleev tidak dijelaskan. Pada tahun 1911, ahli kimia Perancis J. Urbain mengumumkan penemuan unsur baru, yang dinamakannya celtium.

Pada hakikatnya, dia memperoleh campuran yang terdiri daripada ytterbium dan lutetium dan sejumlah kecil hafnium. Dan hanya selepas N. Bohr, berdasarkan pengiraan mekanikal kuantum, menunjukkan bahawa unsur nadir bumi terakhir ialah unsur nombor 71, menjadi jelas bahawa hafnium adalah analog zirkonium. Berdasarkan penemuan Bohr, yang meramalkan sifat dan valensinya, pada tahun 1923 Dirk Koster dan Gyorgy de Hevesy secara sistematik menganalisis zirkon Norway dan Greenland melalui spektroskopi sinar-X. Kebetulan garis-garis corak pembelauan sinar-X sisa selepas larut lesap zirkon dengan larutan asid mendidih dengan yang dikira menggunakan hukum Moseley untuk unsur ke-72 membolehkan para penyelidik mengumumkan penemuan unsur, yang mereka namakan sebagai hafnium sebagai penghormatan kepada bandar tempat penemuan itu dibuat (Hafnia ialah nama Latin untuk Copenhagen). Pertikaian mengenai keutamaan yang bermula selepas ini antara J. Urbain, N. Koster dan D. Hevesy berterusan untuk masa yang lama. Pada tahun 1949, nama unsur "hafnium" telah diluluskan oleh Suruhanjaya Antarabangsa dan diterima di mana-mana.

resit

Oleh kerana kekurangan mineralnya sendiri dalam hafnium dan kehadirannya yang berterusan dengan zirkonium, ia diperoleh dengan memproses bijih zirkonium (di mana ia terkandung sebagai kekotoran sebanyak 2.5% mengikut berat zirkonium). Di dunia, secara purata, kira-kira 70 tan hafnium dilombong setiap tahun, dan jumlah pengeluarannya adalah berkadar dengan jumlah pengeluaran zirkonium. Satu ciri menarik bagi mineral skandium ialah tortveitite: ia mengandungi lebih banyak hafnium dalam peratusan daripada zirkonium, dan keadaan ini sangat penting apabila memproses tortveitite menjadi skandium dan menumpukan hafnium daripadanya.

Sumber Hafnium Dunia

Harga untuk hafnium 99% pada tahun 2007 purata $780 sekilogram / berdasarkan bahan dari infogeo.ru/metalls

Sumber hafnium dunia dari segi hafnium dioksida sedikit melebihi 1 juta tan. Struktur pengedaran sumber ini kelihatan lebih kurang seperti berikut:

Australia - lebih daripada 630 ribu tan,

Afrika Selatan - hampir 287 ribu tan,

Amerika Syarikat - lebih daripada 105 ribu tan,

India - kira-kira 70 ribu tan,

Brazil - 9.88 ribu tan.

Sebilangan besar asas bahan mentah hafnium di negara asing diwakili oleh zirkon daripada penempatan marin pantai.

Rizab Hafnium di Rusia dan CIS, menurut pakar bebas, adalah sangat besar, dan dalam hal ini, dengan perkembangan industri hafnium, Rusia mampu menjadi peneraju yang tidak dapat dipertikaikan dalam pasaran hafnium dunia. Ia juga bernilai menyebut dalam hal ini sumber hafnium yang sangat penting di Ukraine. Mineral utama yang mengandungi hafnium di Rusia dan CIS diwakili oleh loparit, zirkon, baddeleyite, dan granit alkali logam yang jarang ditemui.

Ciri-ciri fizikal

Hafnium mempunyai keratan rentas tangkapan neutron terma yang tinggi (kira-kira 10² bangsal), manakala analog kimianya, zirkonium, mempunyai keratan rentas tangkapan yang 2 susunan magnitud lebih kecil, kira-kira 2×10 -1 bangsal. Dalam hal ini, zirkonium yang digunakan untuk mencipta rod bahan api reaktor mesti ditulenkan secara menyeluruh daripada hafnium. Salah satu isotop semula jadi hafnium yang jarang ditemui, 174 Hf, mempamerkan aktiviti alfa yang lemah (separuh hayat 2 × 10 15 tahun).

Sifat kimia

Hafnium, seperti tantalum, adalah bahan yang agak lengai disebabkan oleh pembentukan filem oksida pasif nipis di permukaan. Secara umum, rintangan kimia hafnium adalah lebih besar daripada analognya, zirkonium.

Pelarut terbaik untuk hafnium ialah asid hidrofluorik (HF), atau campuran asid hidrofluorik dan nitrik, dan aqua regia.

Pada suhu tinggi (lebih 1000 K), hafnium teroksida dalam udara dan terbakar dalam oksigen. Bertindak balas dengan halogen. Ia serupa dalam rintangan kepada asid kepada kaca. Sama seperti zirkonium, ia mempunyai sifat hidrofobik (tidak dibasahi oleh air).

Sebatian kimia yang paling penting

Sebatian hafnium divalen

• HfBr 2- pepejal hitam yang menyala secara spontan di udara. Terurai pada suhu 400 °C kepada hafnium dan hafnium tetrabromide. Disediakan dengan ketidakkadaran hafnium tribromida dalam vakum semasa memanaskan.

• Hf(HPO 4) 2- mendakan putih, larut dalam asid sulfurik dan hidrofluorik. Ia diperoleh dengan merawat larutan garam hafnium(II) dengan asid ortofosforik.

Sebatian hafnium trivalen

• HfBr 3- pepejal hitam-biru. Disproportions pada 400 °C menjadi hafnium dibromide dan tetrabromide. Disediakan melalui pengurangan hafnium tetrabromide dengan memanaskan dalam suasana hidrogen atau dengan logam aluminium.

Sebatian hafnium tetravalen

• HfO2- hablur monoklinik tidak berwarna (ketumpatan - 9.98 g/cm³) atau hablur tetragonal tidak berwarna (ketumpatan - 10.47 g/cm³). Yang terakhir ini mempunyai takat lebur 2900 °C, sedikit larut dalam air, diamagnet, mempunyai sifat yang lebih asas daripada ZrO 2 dan mempamerkan sifat pemangkin. Ia diperoleh dengan memanaskan logam hafnium dalam oksigen atau dengan mengakalkan hafnium hidroksida, dioksalat, atau disulfat.

• Hf(OH) 4- mendakan putih yang larut dengan penambahan alkali dan hidrogen peroksida untuk membentuk peroksohafniat. Ia diperoleh melalui hidrolisis dalam garam hafnium tetravalen dengan memanaskan atau dengan merawat larutan garam hafnium (IV) dengan alkali.

• HfF 4- kristal tidak berwarna. t pl 1025 °C, ketumpatan - 7.13 g/cm³. Jom larut dalam air. Diperolehi melalui penguraian terma sebatian (NH 4) 2 dalam aliran nitrogen pada 300 °C.

• HfCl 4- serbuk putih, sublim pada 317 °C. t pl 432 °C. Ia dihasilkan oleh tindakan klorin pada logam hafnium, hafnium karbida, atau campuran hafnium(II) oksida dan karbon.

• HfBr 4- kristal tidak berwarna. Sublimat pada 322 °C. t pl 420 °C. Diperolehi dengan tindakan wap bromin pada campuran hafnium oksida yang dipanaskan hingga 500 °C. (II) dengan arang batu.

• Hfi 4- kristal kuning. Sublimat pada 427 °C dan terurai secara terma pada 1400 °C. Ia diperoleh dengan bertindak balas hafnium dengan iodin pada 300 °C.

Permohonan

Bidang utama penggunaan logam hafnium ialah pengeluaran aloi untuk teknologi aeroangkasa, industri nuklear, dan optik khas.

• Kejuruteraan nuklear mengambil kesempatan daripada keupayaan menangkap neutron hafnium, dan aplikasinya dalam industri nuklear termasuk pengeluaran rod kawalan, seramik khusus, dan kaca (oksida, karbida, borida, oxocarbide, dysprosium hafnate, litium hafnate). Ciri dan kelebihan hafnium diboride ialah pelepasan gas yang sangat rendah (helium, hidrogen) apabila boron "terbakar".
• Hafnium oksida digunakan dalam optik kerana kestabilan suhunya (mp 2780 °C) dan indeks biasan yang sangat tinggi. Bidang penggunaan hafnium yang penting ialah pengeluaran gred kaca khas untuk produk gentian optik, serta untuk pengeluaran produk optik terutamanya berkualiti tinggi, salutan cermin, termasuk untuk peranti penglihatan malam, pencitra terma. Hafnium fluorida mempunyai kawasan aplikasi yang serupa.
• Hafnium karbida dan borida (mp 3250°C) digunakan sebagai salutan yang sangat tahan haus dan dalam pengeluaran aloi superhard. Di samping itu, hafnium karbida adalah salah satu sebatian paling refraktori (mp 3890 °C) dan digunakan untuk pengeluaran muncung roket angkasa dan beberapa elemen struktur enjin jet nuklear fasa gas.
• Hafnium dibezakan oleh fungsi kerja elektron yang agak rendah (3.53 eV), dan oleh itu ia digunakan untuk pembuatan katod untuk tiub radio berkuasa tinggi dan senjata elektron. Pada masa yang sama, kualiti ini, bersama-sama dengan takat leburnya yang tinggi, membolehkan hafnium digunakan untuk pengeluaran elektrod untuk mengimpal logam dalam argon dan terutamanya elektrod (katod) untuk mengimpal keluli karbon rendah dalam karbon dioksida. Rintangan elektrod tersebut dalam karbon dioksida adalah lebih daripada 3.7 kali lebih tinggi daripada elektrod tungsten. Barium hafnate juga digunakan sebagai katod yang cekap dengan fungsi kerja yang rendah.
• Hafnium karbida dalam bentuk produk seramik berliang halus boleh berfungsi sebagai pengumpul elektron yang sangat berkesan dengan syarat wap cesium-133 menyejat dari permukaannya dalam vakum; dalam kes ini, fungsi kerja elektron dikurangkan kepada kurang daripada 0.1-0.12 eV dan kesan ini boleh digunakan untuk mencipta penjana elektrik termionik yang sangat cekap dan bahagian enjin ion berkuasa.
• Salutan komposit yang sangat tahan haus dan keras telah dibangunkan dan telah lama digunakan berdasarkan hafnium dan nikel diborida.
• Aloi Tantalum-tungsten-hafnium ialah aloi terbaik untuk bekalan bahan api dalam enjin roket nuklear fasa gas.
• Aloi titanium yang dialoi dengan hafnium digunakan dalam pembinaan kapal (pengeluaran bahagian enjin kapal), dan mengaloi nikel dengan hafnium bukan sahaja meningkatkan kekuatan dan rintangan kakisannya, tetapi juga secara mendadak meningkatkan kebolehkimpalan dan kekuatan kimpalan.
• Penambahan hafnium kepada tantalum secara mendadak meningkatkan ketahanannya terhadap pengoksidaan dalam udara (rintangan haba - 0.4%); ia menunjukkan hayat perkhidmatan 9 kali lebih lama berbanding hafnium tulen. Takat lebur boleh ditingkatkan sebanyak 180 darjah lagi. Pemproses sinar-X), dan kesan ini boleh digunakan untuk mereka bentuk senjata nuklear yang selamat (tidak mencipta pencemaran radioaktif). Tenaga yang dikeluarkan oleh 1 gram hafnium-178m2 adalah lebih kurang bersamaan dengan 50 kg TNT. Isomer metastabil hafnium boleh digunakan untuk "mengepam" laser padat untuk tujuan ketenteraan (menggantikan sebahagian daripada atom hafnium dengan 178m2 Hf membolehkan, menggunakan hafnium oksida sebagai komponen kristal laser, untuk menggabungkan sumber tenaga dan pemancar ).

  Penggunaan aman isotop nuklear ini menarik kerana ia boleh digunakan sebagai sumber sinar gamma yang kuat, membolehkan pelarasan dos sinaran (pengesan kecacatan), sumber tenaga untuk pengangkutan, bateri tenaga yang sangat luas (1 kilogram adalah lebih kurang bersamaan dengan 4.35 tan petrol).

  Masalah utama menggunakan hafnium-178m2 ialah kesukaran menghasilkan isomer nuklear ini. Pada masa yang sama, ia adalah produk biasa (sisa) loji tenaga nuklear (rod penyerapan hafnium yang dibelanjakan). Eksploitasi apa yang dipanggil "kitaran hafnium" dan pengembangan sektor hafnium akan meningkat apabila penggunaan hafnium untuk kawalan reaktor meningkat. Apabila isomer terkumpul di negara yang mempunyai industri nuklear yang maju, kemunculan "tenaga hafnium" akan berlaku.

  Pembangunan apa yang dipanggil "bom hafnium" berdasarkan isomer 178m2 Hf telah dijalankan oleh agensi DARPA dari 1998 hingga 2004. Walau bagaimanapun, walaupun penggunaan sumber X-ray berkuasa tinggi tidak memungkinkan untuk mengesan kesan pereputan teraruh. Pada tahun 2005, telah ditunjukkan bahawa menggunakan teknologi sedia ada pada masa ini, melepaskan tenaga berlebihan daripada teras hafnium-178m2 adalah tidak mungkin.

Kerak bumi mengandungi hanya empat gram hafnium. Satu-satunya cara untuk mendapatkannya ialah dengan memproses bijih zirkonium dan beberapa mineral lain. Zirkon biasa mengandungi sehingga 4 peratus hafnium oksida. Untuk mengekstrak logam nadir ini, zirkon dibubarkan dalam asid mendidih.

Pengeluaran

Negara terkaya dalam hafnium ialah Australia. Lebih daripada 600 tan logam ini tertumpu di sini. Jumlah rizab hafnium di planet ini dianggarkan sebanyak 1000 tan. Rusia juga mempunyai banyak hafnium - ia terdapat dalam mineral seperti granit, baddeleyite, loparite, dll.

Hartanah

Secara luaran, hafnium kelihatan seperti logam berkilat dengan warna perak. Hafnium sangat refraktori dan mempunyai keupayaan tinggi untuk menangkap neutron haba.

Hafnium agak lengai secara kimia. Filem oksida terbentuk pada permukaannya, yang melindunginya daripada tindakan persekitaran yang agresif. Hafnium larut terbaik dalam asid kuat - nitrik, hidrofluorik dan aqua regia.

Permohonan

Hafnium boleh dikatakan tidak digunakan dalam peranti rumah. Sangat jarang untuk mencari magnet kekal tugas berat berdasarkan aloi hafnium. Tetapi pemilik komputer yang menggunakan mikropemproses siri Intel Penryn mempunyai peluang untuk memegang hafnium di tangan mereka. Pemproses sedemikian, sebagai contoh, termasuk keluarga Intel Core 2 Duo. Mereka menggunakan sebatian hafnium sebagai dielektrik.

Hafnium digunakan secara meluas dalam pengeluaran tiub radio berkuasa tinggi, muncung enjin roket dan bahagian reaktor nuklear. Hafnium oksida mempunyai takat lebur yang sangat tinggi dan indeks biasan yang baik - gred kaca khas dibuat daripadanya, bertujuan untuk peranti penglihatan malam, rangkaian gentian optik dan pencitra terma.

Jika anda menggabungkan tantalum karbida dengan hafnium karbida, anda akan mendapat aloi paling tahan api di dunia. Takat leburnya lebih daripada 4200 darjah. Hafnium digunakan untuk membuat salutan komposit tahan haus, elektrod untuk kimpalan argon dan salutan reflektif untuk cermin sinar-X.

Marilah kita memikirkan satu lagi penggunaan hafnium yang menarik. Isotop hafnium yang dipanggil 178m2 mengandungi terlalu banyak tenaga yang berlebihan sehingga apabila terdedah kepada sinar-X ia boleh melepaskannya secara meletup. Dalam kes ini, daripada satu gram hafnium-178m2, sebanyak tenaga yang dilepaskan seperti yang dikeluarkan semasa letupan 50 kilogram TNT.

Hafnium ditemui pada separuh pertama abad ke-20 oleh analisis spektrum sinar-X semasa mengkaji mineral zirkonium. Kewujudan hafnium telah diramalkan oleh ahli kimia Rusia D.I. Mendeleev pada tahun 1870, dan sifatnya oleh ahli fizik Denmark Niels Bohr. Menurut undang-undang berkala, unsur baru itu sepatutnya menjadi analog titanium dan zirkonium, dan ia ditemui dalam mineral zirkonium dan titanium. Sejak hafnium ditemui di Denmark, ia dinamakan sempena ibu kota purba negara ini - Hafnia.

Hafnium ialah logam putih perak yang berat dan tahan api, mudah berubah bentuk semasa kerja sejuk dan diperkukuh pada masa yang sama. Sifat mekanikal hafnium dipengaruhi oleh keupayaannya untuk menyerap gas semasa pemprosesan. Apabila logam sedemikian dipanaskan, gas yang diserap masuk ke dalam tindak balas kimia dengannya dan sangat mengubah sifat elektriknya, meningkatkan rintangan elektrik dan mengurangkan pekali suhu rintangan elektrik; hafnium padat, apabila dipanaskan di udara, menjadi ditutup dengan filem oksida, yang kemudiannya menembusi ke dalam badan logam. Hafnium yang dipanaskan dalam oksigen terbakar putih mempesona. Nitrogen bertindak balas dengan hafnium seperti oksigen, tetapi hafnium nitrida tidak stabil pada suhu melebihi 1000°C. Hidrogen, dalam julat suhu 300 - 1000°C, membentuk hidrida HfH2, yang terurai sepenuhnya pada suhu melebihi 1500°C. Kekotoran ini menjadikan hafnium rapuh. Hafnium sangat tahan terhadap tindakan asid hidroklorik dan nitrik pada sebarang kepekatan dan pada sebarang suhu. Penyelesaian soda dan potash tidak mempunyai kesan pada hafnium.

Hafnium adalah lebih rendah daripada tantalum dalam rintangan terhadap tindakan larutan aqua regia, klorin basah, ferik klorida dan asid sulfurik dengan kepekatan 60% pada 100°C.
Sebagai kembar kimia zirkonium, hafnium berbeza secara mendadak daripadanya berhubung dengan neutron. Jika zirkonium tulen membenarkan neutron melalui tanpa halangan, maka hafnium menjadi penghalang yang tidak dapat diatasi untuk mereka.
Persamaan sifat kimia hafnium dan zirkonium dan, dalam hal ini, kesukaran pemisahan mereka, adalah disebabkan oleh hakikat bahawa jejari ion hafnium dan zirkonium adalah hampir sama.
Terdapat 25 kali lebih banyak atom hafnium dalam alam semula jadi daripada perak dan 1000 kali lebih banyak emas, walau bagaimanapun, ia sangat tersebar dalam alam semula jadi dan deposit yang sesuai untuk pemprosesan industri boleh didapati di beberapa tempat di dunia. Kesukaran melombong dan mengasingkan hafnium daripada sebatian semula jadi adalah sebab mengehadkan penggunaan praktikalnya.

RESIT.

Sumber utama hafnium adalah pekat zirkonium, dalam beberapa pengubahsuaian di mana kandungan hafnium oksida mencapai 2%. Disebabkan oleh perbezaan jumlah radioaktiviti antara hafnium dan zirkonium, tahap radioaktiviti zirkonium boleh berfungsi sebagai penunjuk jumlah hafnium yang terdapat dalam mineral. Pemisahan hafnium dan zirkonium, yang sangat serupa dalam sifat kimia, dilakukan dengan penghabluran pecahan larutan yang diperoleh selepas membuka pekat zirkon, dan garam hafnium tertakluk kepada proses ini. Hafnium tertumpu dalam minuman keras ibu dengan besi dan niobium, selepas penyingkiran, hafnium fluorida ditukar kepada sulfat, dikalsinkan untuk membebaskan HfO2 dan garam kalium sulfur dikeluarkan dengan larut lesap. Hafnium tulen diperoleh dengan kaedah iodida. Kaedah untuk mendapatkan logam hafnium adalah sama seperti zirkonium..

PERMOHONAN.

Sebatian hafnium cair pada suhu lebih tinggi daripada takat lebur logam hafnium. Sebagai contoh, hafnium oksida cair pada suhu 2800°C, hafnium borida - pada 3250°C, hafnium nitride - pada 3310°C, hafnium karbida - pada 3890°C. Oleh itu, sebatian ini, dan terutamanya hafnium nitrida, membentuk asas aloi tahan haba dan refraktori suhu tinggi. Sebatian ini juga membentuk asas bahan pepejal, aloi radio dan kejuruteraan elektrik untuk pembuatan bahan untuk bolometer, perintang, katod termionik dan lampu pendarfluor. Ciri-ciri yang sama ini memungkinkan untuk menggunakan hafnium dan sebatiannya untuk pembuatan filamen pijar dalam lampu elektrik.
Tidak kurang pentingnya ialah penggunaan hafnium, bersama dengan zirkonium, dalam reaktor nuklear. Zirkonium tulen membolehkan neutron melalui tanpa halangan, manakala hafnium menghalangnya. Oleh itu, penggunaan bersama untuk pembuatan rod dengan bahan api nuklear adalah simbiosis yang berjaya - zirkonium sebagai "pakaian" untuk rod dengan bahan api nuklear, hafnium sebagai penyederhana dan penyerap neutron.

Hafnium, seperti zirkonium, digunakan dalam pembuatan radas kimia sebagai bahan tahan kakisan.
Hafnium digunakan untuk menghasilkan bahan alkali dan alkali tanah tertentu dengan bertindak balas dengannya, menyesarkannya daripada oksidanya.
Hafnium oksida digunakan dalam industri kaca dan seramik, dalam pengeluaran bahan refraktori
Berbanding dengan zirkonium, yang mempunyai sifat yang sama seperti hafnium, ia digunakan lebih kurang kerap daripada zirkonium kerana kosnya yang tinggi.

J/(K mol)

Isipadu molar Kekisi kristal bahan ringkas Struktur kekisi

heksagon

Parameter kekisi

a=3.196 nm; c=5.051 nm

Sikap c/a Ciri-ciri lain Kekonduksian terma

(300 K) 23.0 W/(mK)

72
4f 14 5d 2 6s 2

Hafnium- unsur kimia kumpulan ke-4 bentuk jangka panjang sistem berkala D.I. Mendeleev (mengikut bentuk pendek sistem berkala - subkumpulan sekunder kumpulan IV), tempoh keenam, dengan nombor atom 72. Ditandakan dengan simbol Hf (lat. Hafnium). Bahan ringkas ialah logam putih perak yang berat dan tahan api.

Sejarah penemuan dan asal usul nama

Hafnium dicari di antara unsur nadir bumi, kerana struktur tempoh ke-6 sistem D.I. Mendeleev tidak dijelaskan. Pada tahun 1911, ahli kimia Perancis J. Urbain mengumumkan penemuan unsur baru, yang dinamakannya celtium. Pada hakikatnya, dia memperoleh campuran yang terdiri daripada ytterbium, lutetium dan sejumlah kecil hafnium. Dan hanya selepas N. Bohr, berdasarkan pengiraan mekanikal kuantum, menunjukkan bahawa unsur nadir bumi terakhir ialah unsur nombor 71, menjadi jelas bahawa hafnium adalah analog zirkonium.

Berdasarkan penemuan Bohr, yang meramalkan sifat dan valensinya, pada tahun 1923 Dirk Koster dan Gyorgy de Hevesy secara sistematik menganalisis zirkon Norway dan Greenland melalui spektroskopi sinar-X. Kebetulan garis-garis corak pembelauan sinar-X sisa selepas larut lesap zirkon dengan larutan asid mendidih dengan yang dikira mengikut undang-undang Moseley untuk unsur ke-72 membolehkan para penyelidik mengumumkan penemuan unsur, yang mereka namakan hafnium sebagai penghormatan kepada bandar tempat penemuan itu dibuat (lat. Hafnia- Nama Latin untuk Copenhagen). Pertikaian mengenai keutamaan yang bermula selepas ini antara J. Urbain, N. Koster dan D. Hevesy berterusan untuk masa yang lama. Pada tahun 1949, nama unsur "hafnium" telah diluluskan oleh Suruhanjaya Antarabangsa dan diterima di mana-mana.

resit

Purata kandungan hafnium dalam kerak bumi adalah kira-kira 4 g/t. Oleh kerana kekurangan mineralnya sendiri dalam hafnium dan iringan berterusannya dengan zirkonium, ia diperoleh dengan memproses bijih zirkonium, di mana ia terkandung dalam jumlah 2.5% daripada berat zirkonium (zirkon mengandungi 4% HfO 2, baddeleyite - 4-6% HfO 2). Di dunia, secara purata, kira-kira 70 tan hafnium dilombong setiap tahun, dan jumlah pengeluarannya adalah berkadar dengan jumlah pengeluaran zirkonium. Satu ciri menarik bagi mineral skandium ialah tortveitite: ia mengandungi lebih banyak hafnium dalam peratusan daripada zirkonium, dan keadaan ini sangat penting apabila memproses tortveitite menjadi skandium dan menumpukan hafnium daripadanya.

Sumber Hafnium Dunia

Harga untuk hafnium 99% pada tahun 2007 purata $780 sekilogram (berdasarkan bahan daripada infogeo.ru)

Sumber hafnium dunia dari segi hafnium dioksida sedikit melebihi 1 juta tan. Struktur pengedaran sumber ini kelihatan lebih kurang seperti berikut:

• Australia - lebih daripada 630 ribu tan,
• Afrika Selatan - hampir 287 ribu tan,
• Amerika Syarikat - lebih daripada 105 ribu tan,
• India - kira-kira 70 ribu tan,
• Brazil - 9.88 ribu tan.

Sebilangan besar asas bahan mentah hafnium di negara asing diwakili oleh zirkon daripada penempatan marin pantai.

Ciri-ciri fizikal

Hafnium ialah logam perak-putih berkilat, keras dan tahan api. Apabila tersebar dengan halus, ia mempunyai warna kelabu gelap, hampir hitam; matte Ketumpatan dalam keadaan normal ialah 13.31 g/cm3. Takat lebur ialah 2506 (2233 °C), mendidih pada 4876 (4603 °C).

Sifat kimia

Pelarut terbaik untuk hafnium ialah asid hidrofluorik (HF) atau campuran asid hidrofluorik dan nitrik, dan aqua regia.

Pada suhu tinggi (lebih 1000), hafnium teroksida dalam udara dan terbakar dalam oksigen. Bertindak balas dengan halogen. Ia serupa dalam rintangan kepada asid kepada kaca. Sama seperti zirkonium, ia mempunyai sifat hidrofobik (tidak dibasahi oleh air).

Sebatian kimia yang paling penting

Sebatian hafnium divalen

• HfBr 2, hafnium dibromide, ialah pepejal hitam yang menyala sendiri di udara. Terurai pada 400 °C kepada hafnium dan hafnium tetrabromide. Disediakan dengan ketidakkadaran hafnium tribromida dalam vakum semasa memanaskan.

Sebatian hafnium trivalen

• HfBr 3, hafnium tribromide ialah pepejal hitam-biru. Disproportions pada 400 °C menjadi hafnium dibromide dan tetrabromide. Disediakan melalui pengurangan hafnium tetrabromide dengan memanaskan dalam suasana hidrogen atau dengan logam aluminium.

Sebatian hafnium tetravalen

• HfO 2, hafnium dioksida - hablur monoklinik tidak berwarna (ketumpatan - 9.98 g/cm³) atau hablur tetragonal tidak berwarna (ketumpatan - 10.47 g/cm³). Yang terakhir mempunyai T mp 2900 °C, sedikit larut dalam air, diamagnet, mempunyai sifat yang lebih asas daripada ZrO 2 dan mempamerkan sifat pemangkin. Ia diperoleh dengan memanaskan logam hafnium dalam oksigen atau dengan mengakalkan hafnium hidroksida, dioksalat, atau disulfat.
• Hf(OH) 4, hafnium hidroksida ialah mendakan putih yang larut apabila alkali dan hidrogen peroksida ditambah untuk membentuk peroksohafniat. Ia diperoleh melalui hidrolisis dalam garam hafnium tetravalen dengan memanaskan atau dengan merawat larutan garam hafnium(IV) dengan alkali.
• HfF 4, hafnium tetrafluorida - kristal tidak berwarna. T pl 1025 °C, ketumpatan - 7.13 g/cm³. Jom larut dalam air. Diperolehi melalui penguraian terma sebatian (NH 4) 2 dalam aliran nitrogen pada 300 °C.
• HfCl 4, hafnium tetraklorida - serbuk putih, sublim pada 317 °C. T pl 432 °C. Ia diperoleh dengan tindakan klorin pada hafnium logam, hafnium karbida, atau campuran hafnium(II) oksida dan arang batu.
• HfBr 4, hafnium tetrabromide - kristal tidak berwarna. Sublimat pada 322 °C. T pl 420 °C. Ia diperoleh dengan tindakan wap bromin pada campuran hafnium(II) oksida dan arang batu yang dipanaskan hingga 500 °C.
• HfI 4, hafnium tetraiodide - hablur kuning. Sublimat pada 427 °C dan terurai secara terma pada 1400 °C. Ia diperoleh dengan bertindak balas hafnium dengan iodin pada 300 °C.
• Hf(HPO 4) 2, hafnium hidrogen fosfat - mendakan putih, larut dalam asid sulfurik dan hidrofluorik. Ia diperoleh dengan merawat larutan garam hafnium(IV) dengan asid fosforik.

Permohonan

Bidang utama penggunaan hafnium logam ialah pengeluaran aloi untuk teknologi aeroangkasa, industri nuklear, dan optik khas.

• Kejuruteraan nuklear mengambil kesempatan daripada keupayaan menangkap neutron hafnium, dan aplikasinya dalam industri nuklear ialah pengeluaran rod kawalan, seramik khusus, dan kaca (oksida, karbida, borida, oxocarbide, dysprosium hafnate, litium hafnate). Ciri dan kelebihan hafnium diboride ialah pelepasan gas yang sangat rendah (helium, hidrogen) apabila boron "terbakar".
• Hafnium oksida digunakan dalam optik kerana kestabilan suhunya (mp 2780 °C) dan indeks biasan yang sangat tinggi. Bidang penggunaan hafnium yang penting ialah pengeluaran gred kaca khas untuk produk gentian optik, serta untuk pengeluaran produk optik terutamanya berkualiti tinggi, salutan cermin, termasuk untuk peranti penglihatan malam, pencitra terma. Hafnium fluorida mempunyai kawasan aplikasi yang serupa.
• Hafnium karbida dan borida (mp 3250 °C) digunakan sebagai salutan yang sangat tahan haus dan dalam pengeluaran aloi superhard. Di samping itu, hafnium karbida adalah salah satu sebatian paling refraktori (mp 3960 °C) dan digunakan untuk pengeluaran muncung roket angkasa dan beberapa elemen struktur enjin jet nuklear fasa gas.
• Hafnium dibezakan oleh fungsi kerja elektron yang agak rendah (3.53 eV), dan oleh itu ia digunakan untuk pembuatan katod untuk tiub radio berkuasa tinggi dan senjata elektron. Pada masa yang sama, kualiti ini, bersama-sama dengan takat leburnya yang tinggi, membolehkan hafnium digunakan untuk pengeluaran elektrod untuk mengimpal logam dalam argon dan terutamanya elektrod (katod) untuk mengimpal keluli karbon rendah dalam karbon dioksida. Rintangan elektrod tersebut dalam karbon dioksida adalah lebih daripada 3.7 kali lebih tinggi daripada elektrod tungsten. Barium hafnate juga digunakan sebagai katod yang cekap dengan fungsi kerja yang rendah.
• Hafnium karbida dalam bentuk produk seramik berliang halus boleh berfungsi sebagai pengumpul elektron yang sangat cekap dengan syarat wap cesium-133 menyejat dari permukaannya dalam vakum; dalam kes ini, fungsi kerja elektron dikurangkan kepada kurang daripada 0.1-0.12 eV , dan kesan ini boleh digunakan untuk mencipta penjana elektrik termionik yang sangat cekap dan bahagian enjin ion berkuasa.
• Salutan komposit yang sangat tahan haus dan keras berasaskan hafnium dan nikel diborida telah dibangunkan dan telah lama digunakan.
• Aloi Tantalum-tungsten-hafnium ialah aloi terbaik untuk bekalan bahan api dalam enjin roket nuklear fasa gas.
• Aloi titanium yang dialoi dengan hafnium digunakan dalam pembinaan kapal (pengeluaran bahagian enjin kapal), dan mengaloi nikel dengan hafnium bukan sahaja meningkatkan kekuatan dan rintangan kakisannya, tetapi juga secara mendadak meningkatkan kebolehkimpalan dan kekuatan kimpalan.
• Tantalum-hafnium karbida. Penambahan hafnium kepada tantalum secara mendadak meningkatkan ketahanannya terhadap pengoksidaan dalam udara (rintangan haba) disebabkan oleh pembentukan filem oksida kompleks yang padat dan tidak dapat ditembusi di permukaan, dan, sebagai tambahan, filem oksida ini sangat tahan terhadap perubahan haba ( kejutan haba). Sifat-sifat ini memungkinkan untuk mencipta aloi yang sangat penting untuk teknologi roket (muncung, kemudi gas). Salah satu aloi hafnium-tantalum terbaik untuk muncung roket mengandungi sehingga 20% hafnium. Ia juga harus diperhatikan bahawa terdapat kesan ekonomi yang besar apabila menggunakan aloi hafnium-tantalum untuk pengeluaran elektrod untuk pemotongan logam-plasma udara dan api oksigen. Pengalaman menggunakan aloi sedemikian (hafnium - 77%, tantalum - 20%, tungsten - 2%, perak - 0.5%, cesium - 0.1%, kromium - 0.4%) telah menunjukkan hayat perkhidmatan 9 kali lebih lama berbanding dengan hafnium tulen.
• Mengaloi dengan hafnium secara mendadak menguatkan banyak aloi kobalt, yang sangat penting dalam pembinaan turbin, minyak, kimia dan industri makanan.
• Hafnium digunakan dalam beberapa aloi untuk magnet kekal nadir bumi tugas berat (terutamanya terbium dan samarium).
• Aloi hafnium karbida (HfC, 20%) dan tantalum karbida (TaC, 80%) ialah aloi paling refraktori (mp 4216 °C). Di samping itu, terdapat petunjuk berasingan bahawa apabila mengaloi aloi ini dengan sedikit titanium karbida, takat lebur boleh ditingkatkan sebanyak 180 darjah lagi.
• Dengan menambahkan 1% hafnium kepada aluminium, aloi aluminium super kuat dengan saiz butiran logam 40-50 nm diperolehi. Dalam kes ini, bukan sahaja aloi dikuatkan, tetapi juga pemanjangan relatif yang ketara dicapai dan kekuatan ricih dan kilasan meningkat, serta rintangan getaran bertambah baik.
• Pemalar dielektrik tinggi berdasarkan hafnium oksida akan menggantikan oksida silikon tradisional dalam mikroelektronik sepanjang dekad yang akan datang, membolehkan ketumpatan unsur yang lebih tinggi dalam cip. Sejak 2007, hafnium dioksida telah digunakan dalam pemproses Intel Penryn 45 nm. Hafnium silicide juga digunakan sebagai dielektrik dengan pemalar dielektrik tinggi dalam elektronik. Aloi hafnium dan skandium digunakan dalam mikroelektronik untuk menghasilkan filem rintangan dengan sifat khas.
• Hafnium digunakan untuk menghasilkan cermin X-ray berbilang lapisan berkualiti tinggi.

Aplikasi yang Menjanjikan

Jadual berkala unsur kimia oleh D. I. Mendeleev
																		Hf
															Uut

Petikan ciri Hafnium

Dia adalah sama seperti dia mengenalinya hampir sebagai seorang kanak-kanak dan kemudian sebagai pengantin perempuan Putera Andrei. Kilauan ceria dan penuh persoalan bersinar di matanya; ada riak wajah yang lembut dan pelik main-main.
Pierre makan malam dan akan duduk di sana sepanjang petang; tetapi Puteri Marya akan pergi berjaga sepanjang malam, dan Pierre pergi bersama mereka.
Keesokan harinya Pierre tiba awal, makan malam dan duduk di sana sepanjang petang. Walaupun pada hakikatnya Puteri Marya dan Natasha jelas gembira dengan tetamu itu; walaupun fakta bahawa seluruh minat hidup Pierre kini tertumpu di rumah ini, pada waktu petang mereka telah membincangkan segala-galanya, dan perbualan sentiasa berpindah dari satu subjek yang tidak penting kepada yang lain dan sering terganggu. Pierre berjaga lewat petang itu sehingga Puteri Marya dan Natasha saling berpandangan, jelas menunggu untuk melihat sama ada dia akan pergi tidak lama lagi. Pierre melihat ini dan tidak boleh pergi. Dia berasa berat dan janggal, tetapi dia terus duduk kerana dia tidak boleh bangun dan pergi.
Puteri Marya, tidak meramalkan akan berakhirnya ini, adalah yang pertama bangun dan, mengadu migrain, mula mengucapkan selamat tinggal.
– Jadi anda akan ke St. Petersburg esok? – kata ok.
"Tidak, saya tidak akan pergi," kata Pierre tergesa-gesa, dengan terkejut dan seolah-olah tersinggung. - Tidak, ke St. Petersburg? Esok; Saya hanya tidak mengucapkan selamat tinggal. "Saya akan datang untuk komisen," katanya, berdiri di hadapan Puteri Marya, tersipu-sipu dan tidak pergi.
Natasha memberikan tangannya dan pergi. Puteri Marya, sebaliknya, bukannya pergi, tenggelam ke kerusi dan memandang dengan tegas dan berhati-hati pada Pierre dengan pandangannya yang bersinar dan dalam. Kepenatan yang jelas ditunjukkannya sebelum ini kini hilang sepenuhnya. Dia menarik nafas panjang, dalam-dalam, seolah-olah bersedia untuk perbualan yang panjang.
Segala rasa malu dan kejanggalan Pierre, apabila Natasha dikeluarkan, hilang serta-merta dan digantikan dengan animasi teruja. Dia cepat-cepat mengalihkan kerusi itu sangat dekat dengan Puteri Marya.
"Ya, itulah yang saya ingin beritahu anda," katanya, menjawab pandangannya seolah-olah dalam kata-kata. - Puteri, tolong saya. Apa patut saya buat? Bolehkah saya berharap? Puteri, kawan saya, dengarkan saya. Saya tahu segalanya. Saya tahu saya tidak layak untuknya; Saya tahu mustahil untuk bercakap mengenainya sekarang. Tapi saya nak jadi abang dia. Tidak, saya tidak mahu... Saya tidak boleh...
Dia berhenti dan menggosok muka dan matanya dengan tangannya.
"Nah, di sini," dia menyambung, nampaknya berusaha sendiri untuk bercakap dengan koheren. "Saya tidak tahu sejak bila saya mencintainya." Tetapi saya hanya mencintai dia, hanya seorang, sepanjang hidup saya dan sangat menyayanginya sehingga saya tidak dapat membayangkan hidup tanpa dia. Sekarang saya tidak berani meminta tangannya; tetapi pemikiran bahawa mungkin dia boleh menjadi milik saya dan saya akan melepaskan peluang ini... peluang... amat mengerikan. Beritahu saya, bolehkah saya mempunyai harapan? Beritahu saya apa yang perlu saya lakukan? "Puteri yang dikasihi," katanya, selepas diam seketika dan menyentuh tangannya, kerana dia tidak menjawab.
"Saya sedang memikirkan apa yang awak beritahu saya," jawab Puteri Marya. - Saya akan memberitahu anda apa. Awak betul, apa yang perlu saya beritahu dia tentang cinta sekarang... - Puteri berhenti. Dia ingin berkata: kini mustahil untuk bercakap dengannya tentang cinta; tetapi dia berhenti kerana untuk hari ketiga dia melihat dari perubahan mendadak Natasha yang bukan sahaja Natasha tidak akan tersinggung jika Pierre menyatakan cintanya kepadanya, tetapi ini sahaja yang dia mahukan.
"Mustahil untuk memberitahunya sekarang," kata Puteri Marya.
- Tetapi apa yang perlu saya lakukan?
"Percayakan ini kepada saya," kata Puteri Marya. - Saya tahu…
Pierre memandang ke dalam mata Puteri Marya.
"Nah, baik..." katanya.
“Saya tahu dia sayang... akan sayang awak,” Puteri Marya membetulkan dirinya.
Sebelum dia sempat mengucapkan kata-kata ini, Pierre melompat dan, dengan muka yang ketakutan, memegang tangan Puteri Marya.
- Kenapa anda fikir begitu? Adakah anda fikir saya boleh berharap? Awak fikir?!
"Ya, saya rasa begitu," kata Puteri Marya sambil tersenyum. - Tulis kepada ibu bapa anda. Dan arahkan saya. Saya akan beritahu dia bila boleh. Saya berharap ini. Dan hati saya merasakan bahawa ini akan berlaku.
- Tidak, ini tidak boleh! Betapa gembiranya saya! Tetapi ini tidak boleh... Betapa gembiranya saya! Tidak, tidak boleh! - Pierre berkata, mencium tangan Puteri Marya.
– Anda pergi ke St. Petersburg; ia lebih baik. "Dan saya akan menulis kepada anda," katanya.
- Ke St. Petersburg? memandu? Okay, ya, mari kita pergi. Tetapi bolehkah saya datang kepada awak esok?
Keesokan harinya Pierre datang untuk mengucapkan selamat tinggal. Natasha kurang animasi berbanding hari-hari sebelumnya; tetapi pada hari ini, kadang-kadang melihat ke dalam matanya, Pierre merasakan bahawa dia semakin hilang, bahawa dia dan dia tidak lagi, tetapi hanya ada perasaan gembira. “Betul ke? Tidak, tidak boleh,” katanya kepada dirinya sendiri dengan setiap pandangan, isyarat, dan perkataan yang memenuhi jiwanya dengan kegembiraan.
Apabila, mengucapkan selamat tinggal kepadanya, dia mengambil tangannya yang kurus dan kurus, dia secara tidak sengaja memegangnya sedikit lebih lama.
“Adakah tangan ini, wajah ini, mata ini, semua harta asing pesona feminin ini, adakah semuanya akan menjadi milik saya selama-lamanya, biasa, sama seperti saya untuk diri saya sendiri? Tidak, Mustahil!.."
"Selamat tinggal, Count," katanya kepadanya dengan kuat. "Saya akan menunggu awak," tambahnya dalam bisikan.
Dan kata-kata mudah ini, rupa dan ekspresi wajah yang mengiringi mereka, selama dua bulan membentuk subjek kenangan Pierre yang tidak habis-habis, penjelasan dan mimpi bahagia. “Saya akan tunggu awak sangat-sangat... Ya, ya, seperti yang dia katakan? Ya, saya akan menunggu anda sangat lama. Oh, betapa gembiranya saya! Apa ini, betapa gembiranya saya!” - Pierre berkata kepada dirinya sendiri.

Tiada apa yang berlaku dalam jiwa Pierre yang serupa dengan apa yang berlaku di dalamnya dalam keadaan yang sama semasa mencari jodoh dengan Helen.
Dia tidak mengulangi, seperti ketika itu, dengan rasa malu yang menyakitkan kata-kata yang dia ucapkan, dia tidak berkata kepada dirinya sendiri: "Oh, mengapa saya tidak mengatakan ini, dan mengapa, mengapa saya berkata "je vous aime" ketika itu?" [Saya sayang kamu] Sekarang, sebaliknya, dia mengulangi setiap perkataannya, sendiri, dalam imaginasinya dengan semua butiran wajahnya, tersenyum, dan tidak mahu menolak atau menambah apa-apa: dia hanya mahu mengulanginya. Tidak ada lagi bayangan keraguan sama ada apa yang dia lakukan itu baik atau buruk. Hanya satu keraguan yang terlintas di fikirannya. Bukankah ini semua dalam mimpi? Adakah Puteri Marya tersilap? Adakah saya terlalu bangga dan angkuh? Saya percaya; dan tiba-tiba, seperti yang sepatutnya berlaku, Puteri Marya akan memberitahunya, dan dia akan tersenyum dan menjawab: "Alangkah peliknya! Dia mungkin tersilap. Tidakkah dia tahu bahawa dia adalah seorang lelaki, hanya seorang lelaki, dan saya?.. Saya sama sekali berbeza, lebih tinggi.”
Hanya keraguan ini sering berlaku kepada Pierre. Dia juga tidak membuat sebarang rancangan sekarang. Kebahagiaan yang akan datang kelihatan sangat luar biasa baginya bahawa sebaik sahaja ia berlaku, tiada apa yang boleh berlaku. Semuanya sudah berakhir.
Kegilaan yang menggembirakan dan tidak dijangka, yang mana Pierre menganggap dirinya tidak mampu, menguasainya. Seluruh makna kehidupan, bukan untuk dia sahaja, tetapi untuk seluruh dunia, nampaknya hanya terletak pada cintanya dan kemungkinan cintanya kepadanya. Kadang-kadang semua orang nampaknya sibuk dengan hanya satu perkara - kebahagiaan masa depannya. Kadang-kadang dia kelihatan bahawa mereka semua gembira seperti dia, dan hanya cuba menyembunyikan kegembiraan ini, berpura-pura sibuk dengan minat lain. Dalam setiap tutur kata dan pergerakan dia nampak tanda-tanda kegembiraannya. Dia sering mengejutkan orang yang bertemu dengannya dengan penampilannya yang ketara, gembira dan senyuman yang menyatakan persetujuan rahsia. Tetapi apabila dia menyedari bahawa orang mungkin tidak tahu tentang kebahagiaannya, dia berasa kasihan kepada mereka dengan sepenuh hati dan merasakan keinginan untuk menjelaskan kepada mereka bahawa semua yang mereka lakukan adalah karut dan remeh, tidak perlu diberi perhatian.
Apabila dia ditawarkan untuk berkhidmat atau apabila mereka membincangkan beberapa hal ehwal umum, negara dan peperangan, dengan mengandaikan bahawa kebahagiaan semua orang bergantung pada ini atau itu hasil daripada peristiwa ini dan ini, dia mendengar dengan senyuman yang lemah lembut, bersimpati dan mengejutkan orang ramai. yang bercakap dengannya dengan kata-kata peliknya. Tetapi kedua-dua orang yang seolah-olah Pierre memahami makna sebenar kehidupan, iaitu, perasaannya, dan mereka yang malang yang jelas tidak memahami perkara ini - semua orang dalam tempoh masa ini memandangnya dalam cahaya terang yang begitu terang. perasaan bersinar dalam dirinya bahawa tanpa usaha sedikit pun, dia segera, bertemu dengan mana-mana orang, melihat dalam dirinya segala yang baik dan layak untuk dicintai.
Melihat hal ehwal dan kertas kerja arwah isterinya, dia tidak merasakan apa-apa perasaan terhadap ingatannya, kecuali kasihan kerana dia tidak tahu kebahagiaan yang dia tahu sekarang. Putera Vasily, kini sangat bangga menerima tempat dan bintang baru, baginya kelihatan seorang lelaki tua yang menyentuh, baik dan menyedihkan.
Pierre sering teringat masa kegilaan gembira ini. Semua pertimbangan yang dia buat tentang orang dan keadaan dalam tempoh masa ini kekal benar untuknya selama-lamanya. Dia bukan sahaja kemudiannya tidak meninggalkan pandangan ini tentang orang dan benda, tetapi, sebaliknya, dalam keraguan dan percanggahan dalaman dia menggunakan pandangan yang dia ada pada masa kegilaan ini, dan pandangan ini sentiasa menjadi betul.
"Mungkin," dia berfikir, "Saya kelihatan pelik dan lucu ketika itu; tetapi saya tidak marah ketika itu seperti yang kelihatan. Sebaliknya, saya ketika itu lebih bijak dan lebih berwawasan berbanding sebelum ini, dan saya memahami segala-galanya yang patut difahami dalam hidup, kerana ... saya gembira.”
Kegilaan Pierre terdiri daripada fakta bahawa dia tidak menunggu, seperti sebelum ini, untuk alasan peribadi, yang dia panggil merit orang, untuk mencintai mereka, tetapi cinta memenuhi hatinya, dan dia, mengasihi orang tanpa sebab, mendapati tidak diragui. sebab-sebab yang patut menyayangi mereka.

Dari petang pertama itu, apabila Natasha, selepas pemergian Pierre, memberitahu Puteri Marya dengan senyuman mengejek yang menggembirakan bahawa dia pasti, baik, pasti dari rumah mandi, dan dalam kot rok, dan dengan potongan rambut, sejak saat itu sesuatu yang tersembunyi dan tidak diketahui. kepadanya, tetapi tidak dapat ditahan, terbangun dalam jiwa Natasha.
Segala-galanya: wajahnya, gaya berjalannya, pandangannya, suaranya - semuanya tiba-tiba berubah dalam dirinya. Tidak dijangka untuknya, kuasa hidup dan harapan untuk kebahagiaan muncul dan menuntut kepuasan. Sejak petang pertama, Natasha seakan-akan melupakan segala yang berlaku kepadanya. Sejak itu, dia tidak pernah mengeluh tentang keadaannya, tidak berkata sepatah pun tentang masa lalu dan tidak lagi takut untuk membuat rancangan ceria untuk masa depan. Dia bercakap sedikit tentang Pierre, tetapi apabila Puteri Marya menyebutnya, kilauan yang lama terpadam bersinar di matanya dan bibirnya berkerut dengan senyuman pelik.
Perubahan yang berlaku pada Natasha pada mulanya mengejutkan Puteri Marya; tetapi apabila dia memahami maksudnya, perubahan ini membuatnya kecewa. "Adakah dia sangat menyayangi abangnya sehingga dia boleh melupakannya dengan cepat," fikir Puteri Marya apabila dia sendirian memikirkan perubahan yang berlaku. Tetapi apabila dia bersama Natasha, dia tidak marah kepadanya dan tidak mencelanya. Kekuatan hidup yang terjaga yang mencengkam Natasha jelas sangat tidak terkawal, sangat tidak dijangka untuknya sehingga Puteri Marya, di hadapan Natasha, merasakan bahawa dia tidak berhak untuk mencelanya walaupun dalam jiwanya.
Natasha menyerahkan dirinya kepada perasaan baru dengan kesempurnaan dan keikhlasan sehingga dia tidak cuba menyembunyikan fakta bahawa dia tidak lagi sedih, tetapi gembira dan ceria.
Apabila, selepas penjelasan setiap malam dengan Pierre, Puteri Marya kembali ke biliknya, Natasha bertemu dengannya di ambang pintu.
- Dia berkata? ya? Dia kata? - dia mengulangi. Kedua-dua ekspresi gembira dan pada masa yang sama menyedihkan, meminta pengampunan untuk kegembiraannya, terpancar di wajah Natasha.
– Saya mahu mendengar di pintu; tetapi saya tahu apa yang anda akan beritahu saya.
Tidak kira bagaimana difahami, tidak kira betapa menyentuh perasaan yang Natasha memandangnya adalah untuk Puteri Marya; tidak kira betapa sedihnya dia melihat kegembiraannya; tetapi kata-kata Natasha pada mulanya menyinggung perasaan Puteri Marya. Dia teringat abangnya, cintanya.
“Tetapi apa yang boleh kita lakukan? dia tidak boleh berbuat sebaliknya,” fikir Puteri Marya; dan dengan muka yang sedih dan agak tegas dia memberitahu Natasha semua yang telah diberitahu oleh Pierre kepadanya. Mendengar bahawa dia akan ke St. Petersburg, Natasha kagum.
- Ke St. Petersburg? - dia mengulangi, seolah-olah tidak faham. Tetapi, melihat ekspresi sedih di wajah Puteri Marya, dia meneka sebab kesedihannya dan tiba-tiba mula menangis. "Marie," katanya, "ajar saya apa yang perlu dilakukan." Saya takut menjadi buruk. Apa sahaja yang anda katakan, saya akan lakukan; ajar saya…
- Awak suka dia?
"Ya," bisik Natasha.
-Apa yang awak menangis? "Saya gembira untuk anda," kata Puteri Marya, setelah memaafkan sepenuhnya kegembiraan Natasha untuk air mata ini.
- Ia tidak akan lama lagi, suatu hari nanti. Fikirkan tentang kebahagiaan apabila saya menjadi isterinya dan awak berkahwin dengan Nicolas.
– Natasha, saya minta awak jangan bercakap tentang perkara ini. Kami akan bercakap tentang anda.
Mereka senyap.
- Tetapi mengapa pergi ke St. Petersburg! - Natasha tiba-tiba berkata, dan dia dengan cepat menjawab dirinya sendiri: - Tidak, tidak, beginilah sepatutnya... Ya, Marie? Begitulah sepatutnya...

Tujuh tahun telah berlalu sejak tahun ke-12. Lautan bersejarah Eropah yang bermasalah telah menetap di pantainya. Ia kelihatan tenang; tetapi kuasa misteri yang menggerakkan manusia (misteri kerana undang-undang yang menentukan pergerakan mereka tidak diketahui oleh kita) terus beroperasi.
Walaupun permukaan laut bersejarah kelihatan tidak bergerak, manusia bergerak secara berterusan seperti pergerakan masa. Pelbagai kumpulan hubungan manusia terbentuk dan hancur; sebab-sebab pembentukan dan perpecahan negara dan pergerakan rakyat telah disediakan.
Laut bersejarah, tidak seperti sebelumnya, diarahkan oleh hembusan dari satu pantai ke pantai yang lain: ia menggelegak di kedalaman. Tokoh-tokoh sejarah, tidak seperti dahulu, meluru ombak dari satu pantai ke pantai yang lain; kini mereka seolah-olah berputar di satu tempat. Tokoh-tokoh sejarah, yang sebelum ini mengetuai pasukan mencerminkan pergerakan orang ramai dengan perintah perang, kempen, pertempuran, kini mencerminkan gerakan yang menggelegak dengan pertimbangan politik dan diplomatik, undang-undang, risalah...
Ahli sejarah memanggil aktiviti ini sebagai reaksi tokoh sejarah.
Menggambarkan aktiviti tokoh-tokoh sejarah ini, yang pada pendapat mereka, adalah punca kepada apa yang mereka panggil reaksi, ahli sejarah mengutuk mereka dengan tegas. Semua orang terkenal pada masa itu, dari Alexander dan Napoleon kepada saya Stael, Photius, Schelling, Fichte, Chateaubriand, dll., tertakluk kepada penghakiman ketat mereka dan dibebaskan atau dikutuk, bergantung kepada sama ada mereka menyumbang kepada kemajuan atau reaksi.
Di Rusia, menurut penerangan mereka, tindak balas juga berlaku dalam tempoh masa ini, dan penyebab utama tindak balas ini ialah Alexander I - Alexander I yang sama yang, menurut penerangan mereka, adalah punca utama inisiatif liberal pemerintahannya dan keselamatan Rusia.
Dalam kesusasteraan Rusia sebenar, dari pelajar sekolah menengah kepada ahli sejarah yang terpelajar, tidak ada orang yang tidak akan melemparkan batu kerikilnya sendiri kepada Alexander I kerana tindakan salahnya semasa tempoh pemerintahannya.
“Dia sepatutnya melakukan ini dan itu. Dalam kes ini dia bertindak baik, dalam kes ini dia bertindak buruk. Dia berkelakuan baik pada permulaan pemerintahannya dan semasa tahun ke-12; tetapi dia bertindak buruk dengan memberikan perlembagaan kepada Poland, membuat Perikatan Suci, memberikan kuasa kepada Arakcheev, menggalakkan Golitsyn dan mistik, kemudian menggalakkan Shishkov dan Photius. Dia melakukan sesuatu yang salah dengan terlibat di bahagian hadapan tentera; dia bertindak buruk dengan mengedarkan rejimen Semyonovsky, dsb.
Adalah perlu untuk mengisi sepuluh muka surat untuk menyenaraikan semua celaan yang dibuat oleh ahli sejarah terhadapnya berdasarkan pengetahuan tentang kebaikan manusia yang mereka miliki.
Apakah maksud celaan ini?
Tindakan yang disetujui oleh ahli sejarah terhadap Alexander I, seperti: inisiatif liberal dalam pemerintahannya, perjuangan menentang Napoleon, ketegasan yang ditunjukkannya pada tahun ke-12, dan kempen tahun ke-13, tidak berasal dari sumber yang sama. - keadaan darah, pendidikan, kehidupan, yang menjadikan keperibadian Alexander seperti itu - dari mana mengalir tindakan-tindakan yang mana ahli sejarah menyalahkannya, seperti: Holy Alliance, pemulihan Poland, reaksi 20-an?
Apakah intipati celaan ini?
Hakikat bahawa orang bersejarah seperti Alexander I, orang yang berdiri pada tahap tertinggi kuasa manusia, adalah, seolah-olah, dalam tumpuan cahaya yang membutakan semua sinar sejarah tertumpu kepadanya; seseorang yang tertakluk kepada pengaruh yang paling kuat dalam dunia tipu daya, penipuan, sanjungan, penipuan diri, yang tidak dapat dipisahkan daripada kuasa; wajah yang dirasakan, setiap minit dalam hidupnya, tanggungjawab untuk segala yang berlaku di Eropah, dan wajah yang bukan rekaan, tetapi hidup, seperti setiap orang, dengan tabiat peribadi, nafsu, aspirasi untuk kebaikan, kecantikan, kebenaran - bahawa wajah ini, lima puluh tahun yang lalu, bukan sahaja dia tidak berbudi bahasa (ahli sejarah tidak menyalahkannya untuk ini), tetapi dia tidak mempunyai pandangan untuk kebaikan manusia seperti yang dimiliki seorang profesor sekarang, yang telah terlibat dalam sains dari usia muda, iaitu membaca buku, kuliah dan menyalin buku dan kuliah ini dalam satu buku nota.
Tetapi walaupun kita menganggap bahawa Alexander I lima puluh tahun yang lalu telah tersilap dalam pandangannya tentang apa yang baik untuk rakyat, kita mesti secara tidak sengaja menganggap bahawa ahli sejarah yang menilai Alexander, dengan cara yang sama, selepas beberapa waktu akan berubah menjadi tidak adil dalam pendapatnya. pandangan itu, yang merupakan kebaikan manusia. Andaian ini adalah lebih wajar dan perlu kerana, mengikuti perkembangan sejarah, kita melihat bahawa setiap tahun, dengan setiap penulis baru, pandangan tentang kebaikan manusia berubah; sehingga apa yang kelihatan baik setelah sepuluh tahun menjadi jahat; dan begitu juga sebaliknya. Lebih-lebih lagi, pada masa yang sama kita dapati dalam sejarah pandangan yang sama sekali bertentangan tentang apa yang jahat dan apa yang baik: ada yang mengambil kredit untuk perlembagaan yang diberikan kepada Poland dan Perikatan Suci, yang lain sebagai penghinaan kepada Alexander.
Ia tidak boleh dikatakan mengenai aktiviti Alexander dan Napoleon bahawa mereka berguna atau berbahaya, kerana kita tidak boleh mengatakan untuk apa yang mereka berguna dan untuk apa yang mereka berbahaya. Jika seseorang tidak menyukai aktiviti ini, maka dia tidak menyukainya hanya kerana ia tidak bertepatan dengan pemahamannya yang terhad tentang apa yang baik. Adakah saya nampak baik untuk memelihara rumah bapa saya di Moscow pada 12, atau kemuliaan tentera Rusia, atau kemakmuran St. Petersburg dan universiti lain, atau kebebasan Poland, atau kuasa Rusia, atau keseimbangan Eropah, atau sejenis pencerahan Eropah tertentu - kemajuan, saya mesti mengakui bahawa aktiviti setiap tokoh sejarah mempunyai, sebagai tambahan kepada matlamat ini, matlamat lain yang lebih umum yang tidak dapat saya capai.
Tetapi mari kita anggap bahawa apa yang dipanggil sains mempunyai keupayaan untuk mendamaikan semua percanggahan dan mempunyai ukuran yang tidak berubah tentang baik dan buruk untuk orang dan peristiwa sejarah.
Mari kita anggap bahawa Alexander boleh melakukan segala-galanya secara berbeza. Mari kita anggap bahawa dia boleh, mengikut arahan mereka yang menuduhnya, mereka yang mengaku pengetahuan tentang matlamat utama pergerakan umat manusia, memerintah mengikut program kewarganegaraan, kebebasan, kesaksamaan dan kemajuan (nampaknya tidak ada lain) yang akan diberikan oleh penuduhnya sekarang. Mari kita anggap bahawa program ini mungkin dan disediakan dan Alexander akan bertindak mengikutnya. Apakah yang akan berlaku kepada aktiviti semua orang yang menentang arahan kerajaan ketika itu - dengan aktiviti yang, menurut ahli sejarah, adalah baik dan berguna? Aktiviti ini tidak akan wujud; tidak akan ada kehidupan; tiada apa yang akan berlaku.
Jika kita menganggap bahawa kehidupan manusia boleh dikawal oleh akal, maka kemungkinan kehidupan akan musnah.

Jika kita mengandaikan, seperti yang dilakukan oleh ahli sejarah, bahawa orang-orang hebat membawa manusia untuk mencapai matlamat tertentu, yang terdiri sama ada dalam kehebatan Rusia atau Perancis, atau dalam keseimbangan Eropah, atau dalam menyebarkan idea-idea revolusi, atau dalam kemajuan umum, atau walau apa pun, adalah mustahil untuk menjelaskan fenomena sejarah tanpa konsep kebetulan dan genius.

Unsur kimia yang kuat, keras dan tahan api dengan warna putih keperakan. Hafnium logam sebagai unsur kimia pertama kali ditemui pada tahun 1923 di ibu negara Denmark oleh ahli fizik Koster dan Hivesi hasil daripada larut lesap logam zirkonium dengan asid didih daripada bijih zirkonium Norway.

Baki bahan kimia yang diperoleh hasil daripada pemprosesan tertakluk kepada analisis yang teliti, dan analisis menunjukkan bahawa garisan corak pembelauan sinar-X yang terhasil benar-benar tepat bertepatan dengan keputusan yang dikira dan dijangka untuk unsur yang tidak diketahui pada masa itu No. 72, iaitu kewujudan yang telah diramalkan oleh Mendeleev. Ia dicadangkan untuk menamakan hafnium logam yang ditemui, memberikannya kepada kumpulan ke-4 dan menetapkannya dalam jadual berkala dengan simbol Hf.

Kajian yang lebih terperinci telah menentukan bahawa unsur kimia ini sentiasa terdapat dalam sebatian zirkonium, tetapi boleh dikatakan tidak pernah ditemui dalam bentuk bebas di alam semula jadi. Selain itu, sifat kimia logam yang ditemui baru-baru ini adalah sama sepenuhnya dengan ciri-ciri unsur No. 40 - zirkonium.

Pada tahun yang sama, 1923, saintis dapat mengasingkan hafnium logam buat kali pertama dengan ketulenan 99%. Perkembangan selanjutnya memungkinkan untuk mencari beberapa kaedah yang berbeza untuk memisahkan hafnium dan zirkonium, tetapi semuanya ternyata tidak cukup berkesan, dan mereka tidak menarik minat praktikal pada masa itu.

Keadaan dengan pengeluaran berasingan zirkonium dan hafnium mula berubah dengan pembangunan tenaga nuklear. Sifat fizikal zirkonium boleh memastikan penyerapan neutron yang berkesan, dan kekotoran hafnium mengurangkan penunjuk ini lebih daripada 20 kali ganda. Oleh itu, pada mulanya pengasingan kedua-dua unsur kimia ini dijalankan untuk meningkatkan ketulenan zirkonium, dan hafnium hidroksida dibekalkan sebagai produk sampingan sisa dan pada mulanya tidak menarik minat pengilang dan ahli metalurgi.

Sifat fizikal unsur

Hafnium refraktori mempunyai takat lebur 2222ºC dan takat didih 5400ºC. Ketumpatannya ialah 13.31 g/cm3. Terima kasih kepada kualiti fizikal ini, hafnium digunakan secara meluas untuk pembuatan bahan berkekuatan tinggi dan tahan haba dalam metalurgi, serta sebagai bahan tambahan pengaloian untuk penghasilan bahan baharu yang kuat, stabil dari segi haba dan tahan karat.

Logam tulen adalah mulur dan boleh tertakluk kepada kerja panas dan sejuk, kimpalan dengan baik dan boleh digunakan untuk pembuatan struktur, pemasangan dan bahagian logam yang kritikal.

Aloi menggunakan hafnium

Dalam penampilan dan rintangan kakisannya, aloi logam hafnium dan zirkonium tidak kalah dalam sifatnya berbanding perak, tetapi jauh lebih murah. Terima kasih kepada ini, bahan itu telah digunakan secara meluas dalam kejuruteraan elektrik dan elektronik.

Penggunaan aloi dan sebatian sedemikian untuk pembuatan peralatan kimpalan dan pemotongan logam sangat meningkatkan hayat kerja dan meningkatkan kualiti pemprosesan bahan kerja.

Titanium aloi Hafnium dan aloinya digunakan untuk pembuatan komponen kritikal enjin kapal, mendapatkan kimpalan berkualiti tinggi dan meningkatkan rintangan kakisan logam. Dengan menambah hanya 1% daripada logam ini kepada aluminium, aloi ringan dan sangat kuat boleh diperolehi.

Hafnium digunakan untuk mencipta magnet kekal yang sangat berkuasa berdasarkan bahan nadir bumi. Ia digunakan untuk pengeluaran bahan cermin berkualiti tinggi berbilang lapisan untuk keperluan teknikal dan penyelidikan saintifik.

Hari ini, pembangunan sedang dijalankan untuk menggunakan hafnium untuk pembuatan bateri tugas berat yang akan dapat menggantikan 2-3 tan petrol untuk setiap kilogram berat sumber tenaga elektrik.

Kawasan permohonan

Pada pertengahan abad ke-20, enam isotop sedia ada telah dikenal pasti untuk hafnium, setiap satu daripadanya mempunyai keupayaan sendiri untuk menyerap sinaran. Unsur kimia ini mula digunakan untuk pembuatan rod penyerap semasa operasi reaktor nuklear. Sifat berguna lain logam ini juga ditemui. Dan akibatnya, dalam tempoh 10 tahun, pengeluaran hafnium meningkat daripada 40 kg/tahun kepada 60 tan.

Unsur kimia ke-72 mempunyai kekuatan mekanikal yang tinggi, dicirikan oleh rintangan haba dan beberapa sifat berguna yang lain. Oleh itu, sebagai tambahan kepada tenaga nuklear, hafnium digunakan untuk;

• pengeluaran aloi yang sangat kuat dan tahan haba dalam metalurgi;
• pembuatan litar mikro dan peranti elektronik;
• dalam pengeluaran X-ray dan tiub pancaran televisyen;
• menggunakan salutan pelindung terhadap kakisan;
• pengeluaran elektrod dalam lampu pijar;
• aloi hafnium dan tantalum digunakan dalam roket;
• dalam pengeluaran kimia, sebagai logam yang tahan kepada asid, alkali dan bahan aktif kimia lain.

Kekuatan dan ketumpatan tinggi bahan hafnium telah menyumbang kepada penggunaannya dalam aplikasi optik dan aeroangkasa. 90% unsur kimia No. 72 digunakan hari ini dalam tenaga nuklear untuk pembuatan elemen perlindungan.

Walau bagaimanapun, kos hafnium yang tinggi mengehadkan penggunaannya yang meluas dan paling kerap digunakan sebagai salutan pelindung nipis pada permukaan logam yang lebih murah. Kos tinggi logam ini dijelaskan oleh keamatan buruh pengeluarannya, serta oleh rizab yang agak kecil dan bertaburan di kerak bumi.

Geografi perlombongan zirkon

Kandungan biasa hafnium dioksida dalam zirkon tidak melebihi 2%, dan hanya deposit terkaya di Nigeria boleh mengandungi sehingga 5% daripada mineral ini. Laut cetek pantai di pelbagai negara di dunia dan sedimen dasar sungai dicirikan oleh kandungan bijih zirkonium yang tinggi yang mengandungi hafnium. Di Persekutuan Rusia, deposit zirkon dibangunkan di Pergunungan Khibiny di Ural.

Statistik mengenai tahap pengeluaran global melaporkan jumlah 50-60 tan logam hafnium dan 2.5 tan zirkonium.

Teknologi untuk pengeluaran industri hafnium

Bahan permulaan untuk pengeluaran hafnium adalah bijih zirkonium mineral dan, pertama sekali, ZrSiO 4, di mana sehingga 2% logam hadir, mengikut keadaan pengeluaran, ia boleh digantikan oleh atom hafnium.

Teknologi yang digunakan untuk menghasilkan logam hafnium dan zirkonium adalah dengan mengisar mineral dan mencampurkannya dengan bahan yang mengandungi karbon seperti grafit. Selepas ini, campuran tersebut dimasukkan ke dalam relau yang dipanaskan hingga 1800˚ C tanpa membekalkan udara bersih untuk pembakaran. Pada masa yang sama, hafnium dan zirkonium dengan habuk karbon membentuk karbida dan bersedia untuk pemprosesan teknikal selanjutnya, tetapi secara berasingan.

Kemudian bahan yang terhasil dihancurkan semula, dimuatkan ke dalam relau aci dan dipanaskan hingga 500˚C dengan kehadiran gas klorin untuk membentuk hafnium, sebatian zirkonium tetraklorida dan menggunakannya untuk mendapatkan logam tulen hasil daripada penghabluran pecahan.

Malah, hari ini semua hafnium yang dihasilkan adalah hasil pemprosesan bahan mentah yang berkaitan untuk mendapatkan zirkonium tulen untuk menyokong teknologi reaktor dalam tenaga nuklear. Dalam kes ini, untuk mendapatkan 1 kg hafnium, kira-kira 50 kg zirkonium diproses. Oleh itu, jumlah isipadu pengeluaran logam ini secara langsung bergantung kepada isipadu pengeluaran zirkonium.

Kos hafnium di pasaran dunia

Kepimpinan dunia dalam pengeluaran hafnium hari ini dipegang oleh syarikat Amerika Western Zirconium dan Allegheny Technologies, serta Cezus Perancis. Mereka boleh mempengaruhi harga logam ini dengan ketara di pasaran dunia, yang hari ini purata kira-kira 710 USD/kg.

Di Rusia, hafnium boleh dibeli dalam bentuk kepingan logam, wayar, rod, tuangan atau serbuk. Dalam bentuk tulen, bahan ini tidak diedarkan secara meluas dan paling kerap digunakan dalam bentuk aloi khas atau sebatian kimia.