egenskaper til hafnium. Hafnium - alt om det sjeldne metallet
(første elektron)
(ifølge Pauling)
| Hf | 72 |
| 178,49 | |
| 4f 14 5d 2 6s 2 | |
| Hafnium | |
Hafnium er et tungt, ildfast sølvhvitt metall, element 72 i det periodiske system. Oppdaget i 1923. Hafnium ble søkt blant de sjeldne jordelementene, siden strukturen til den 6. perioden av D.I. Mendeleev-systemet ikke ble avklart. I 1911 annonserte den franske kjemikeren J. Urbain oppdagelsen av et nytt grunnstoff, som han kalte celtium.
I virkeligheten fikk han en blanding bestående av ytterbium og lutetium og en liten mengde hafnium. Og først etter at N. Bohr, basert på kvantemekaniske beregninger, viste at det siste sjeldne jordartelementet er element nummer 71, ble det klart at hafnium er en analog av zirkonium. Basert på funnene til Bohr, som forutså dens egenskaper og valens, analyserte Dirk Koster og Gyorgy de Hevesy i 1923 systematisk norske og grønlandske zirkoner ved røntgenspektroskopi. Sammenfallet av linjene med røntgendiffraksjonsmønstre av rester etter utluting av zirkon med kokende syreløsninger med de som ble beregnet ved hjelp av Moseleys lov for det 72. grunnstoffet gjorde det mulig for forskerne å kunngjøre oppdagelsen av et grunnstoff, som de kalte hafnium til ære for by hvor funnet ble gjort (Hafnia er det latinske navnet på København). Striden om prioritering som startet etter dette mellom J. Urbain, N. Koster og D. Hevesy fortsatte lenge. I 1949 ble navnet på grunnstoffet "hafnium" godkjent av Den internasjonale kommisjonen og akseptert overalt.
Kvittering
På grunn av mangelen på egne mineraler i hafnium og dens konstante tilstedeværelse med zirkonium, oppnås det ved å behandle zirkoniummalm (hvor det er inneholdt som en urenhet på 2,5 vekt% zirkonium). I verden utvinnes i gjennomsnitt rundt 70 tonn hafnium per år, og volumet av produksjonen er proporsjonal med volumet av zirkoniumproduksjon. Et interessant trekk ved scandiummineralet er tortveititt: det inneholder mye mer hafnium i prosent enn zirkonium, og denne omstendigheten er veldig viktig når du bearbeider tortveititt til skandium og konsentrerer hafnium fra det.
Verdens Hafnium-ressurser
Prisene for hafnium 99 % i 2007 var i gjennomsnitt $780 per kilo / basert på materialer fra infogeo.ru/metalls
Verdensressurser av hafnium i form av hafniumdioksid overstiger litt 1 million tonn. Distribusjonsstrukturen til disse ressursene ser omtrent slik ut:
Australia - mer enn 630 tusen tonn,
Sør-Afrika - nesten 287 tusen tonn,
USA - litt over 105 tusen tonn,
India - omtrent 70 tusen tonn,
Brasil - 9,88 tusen tonn.
Det overveldende flertallet av hafniumråstoffbasen i fremmede land er representert av zirkon fra kystnære marineplasseringer.
Hafniumreservene i Russland og CIS, ifølge uavhengige eksperter, er veldig store, og i denne forbindelse, med utviklingen av hafniumindustrien, er Russland i stand til å bli den ubestridte lederen i verdens hafniummarkedet. Det er også verdt å nevne i denne forbindelse de svært betydelige hafniumressursene i Ukraina. De viktigste hafniumholdige mineralene i Russland og CIS er representert av loparitt, zirkon, baddeleyitt og sjeldne metallalkaliske granitter.
Fysiske egenskaper
Hafnium har et høyt termisk nøytronfangsttverrsnitt (ca. 10² låve), mens dens kjemiske analog, zirkonium, har et fangstverrsnitt som er 2 størrelsesordener mindre, omtrent 2×10 -1 låve. I denne forbindelse må zirkonium som brukes til å lage reaktorbrenselstaver renses grundig fra hafnium. En av de sjeldne naturlige isotopene av hafnium, 174 Hf, viser svak alfa-aktivitet (halveringstid 2 × 10 15 år).
Kjemiske egenskaper
Hafnium, som tantal, er et ganske inert materiale på grunn av dannelsen av en tynn passiv film av oksider på overflaten. Generelt er den kjemiske motstanden til hafnium mye større enn den til analogen zirkonium.
Det beste løsningsmidlet for hafnium er flussyre (HF), eller en blanding av flussyre og salpetersyre, og vannvann.
Ved høye temperaturer (over 1000 K) oksiderer hafnium i luft og brenner inn oksygen. Reagerer med halogener. Det er likt i motstand mot syrer til glass. Akkurat som zirkonium har det hydrofobe egenskaper (ikke fuktet av vann).
De viktigste kjemiske forbindelsene
Toverdige hafniumforbindelser
- HfBr 2- et svart fast stoff som antennes spontant i luft. Spaltes ved en temperatur på 400 °C til hafnium og hafniumtetrabromid. Fremstilt ved disproporsjonering av hafniumtribromid i vakuum under oppvarming.
- Hf(HPO 4) 2- et hvitt bunnfall, løselig i svovelsyre og flussyre. Det oppnås ved å behandle løsninger av hafnium(II)-salter med ortofosforsyre.
Treverdige hafniumforbindelser
- HfBr 3- svart-blå solid. Disproporsjoner ved 400 °C til hafniumdibromid og tetrabromid. Fremstilt ved reduksjon av hafniumtetrabromid ved oppvarming i en hydrogenatmosfære eller med aluminiummetall.
Fireverdige hafniumforbindelser
- HfO2- fargeløse monokliniske krystaller (densitet - 9,98 g/cm³) eller fargeløse tetragonale krystaller (densitet - 10,47 g/cm³). Sistnevnte har et smeltepunkt på 2900 °C, er lett løselige i vann, er diamagnetiske, har en mer grunnleggende karakter enn ZrO 2 og viser katalytiske egenskaper. Det oppnås ved å varme hafniummetall i oksygen eller ved å kalsinere hafniumhydroksid, dioksalat eller disulfat.
- Hf(OH) 4- et hvitt bunnfall som løses opp ved tilsetning av alkalier og hydrogenperoksid for å danne peroksohafniater. Det oppnås ved dyp hydrolyse av tetravalente hafniumsalter ved oppvarming eller ved å behandle løsninger av hafnium (IV) salter med alkalier.
- HfF 4- fargeløse krystaller. t pl 1025 °C, tetthet - 7,13 g/cm³. La oss løse opp i vann. Oppnådd ved termisk dekomponering av forbindelsen (NH 4) 2 i en strøm av nitrogen ved 300 °C.
- HfCl 4- hvitt pulver, sublimerer ved 317 °C. t pl 432 °C. Det produseres ved påvirkning av klor på hafniummetall, hafniumkarbid eller en blanding av hafnium(II)oksid og karbon.
- HfBr 4- fargeløse krystaller. Sublimert ved 322°C. t pl 420 °C. Oppnådd ved påvirkning av bromdamp på en hafniumoksidblanding oppvarmet til 500 °C. (II) med kull.
- HfI 4- gule krystaller. Sublimerer ved 427 °C og dissosierer termisk ved 1400 °C. Det oppnås ved å reagere hafnium med jod ved 300 °C.
applikasjon
De viktigste bruksområdene for hafniummetall er produksjon av legeringer for romfartsteknologi, kjernefysisk industri og spesialoptikk.
- Kjernefysisk teknikk drar nytte av hafniums nøytronfangende evne, og dens anvendelser i kjernefysisk industri inkluderer produksjon av kontrollstaver, spesialkeramikk og glass (oksid, karbid, borid, oksokarbid, dysprosiumhafnat, litiumhafnat). En egenskap og fordel med hafniumdiborid er den svært lave gassfrigjøringen (helium, hydrogen) når bor "brenner ut".
- Hafniumoksid brukes i optikk på grunn av dets temperaturstabilitet (smp. 2780 °C) og svært høye brytningsindeks. Et betydelig område med hafniumforbruk er produksjon av spesielle glasskvaliteter for fiberoptiske produkter, så vel som for produksjon av spesielt høykvalitets optiske produkter, speilbelegg, inkludert for nattsynsenheter, termiske kameraer. Hafniumfluorid har et lignende bruksområde.
- Hafniumkarbid og borid (smp. 3250°C) brukes som ekstremt slitesterke belegg og i produksjon av superharde legeringer. I tillegg er hafniumkarbid en av de mest ildfaste forbindelsene (smp. 3890 °C) og brukes til produksjon av romrakettdyser og noen strukturelle elementer i gassfasekjernefysiske jetmotorer.
- Hafnium utmerker seg ved en relativt lav elektronarbeidsfunksjon (3,53 eV), og derfor brukes det til fremstilling av katoder for høyeffekts radiorør og elektronkanoner. Samtidig gjør denne kvaliteten, sammen med dets høye smeltepunkt, at hafnium kan brukes til produksjon av elektroder for sveising av metaller i argon og spesielt elektroder (katoder) for sveising av lavkarbonstål i karbondioksid. Motstanden til slike elektroder i karbondioksid er mer enn 3,7 ganger høyere enn for wolframelektroder. Bariumhafnat brukes også som effektive katoder med lav arbeidsfunksjon.
- Hafniumkarbid i form av et fint porøst keramisk produkt kan tjene som en ekstremt effektiv elektronsamler forutsatt at cesium-133-damp fordamper fra overflaten i vakuum; i dette tilfellet reduseres elektronarbeidsfunksjonen til mindre enn 0,1-0,12 eV og denne effekten kan brukes til å lage svært effektive termioniske elektriske generatorer og deler av kraftige ionemotorer.
- Et svært slitesterkt og hardt komposittbelegg er utviklet og har lenge vært brukt basert på hafnium og nikkeldiborid.
- Tantal-wolfram-hafnium-legeringer er de beste legeringene for drivstoffforsyning i gassfase kjernefysiske rakettmotorer.
- Titanlegeringer legert med hafnium brukes i skipsbygging (produksjon av skipsmotordeler), og legering av nikkel med hafnium øker ikke bare styrken og korrosjonsmotstanden, men forbedrer også sveisbarheten og styrken til sveiser dramatisk.
- Tilsetning av hafnium til tantal øker dens motstand mot oksidasjon i luft kraftig (varmemotstand - 0,4%); det viser en 9 ganger lengre levetid sammenlignet med rent hafnium. Smeltepunktet kan økes med ytterligere 180 grader.Røntgenprosessorer), og denne effekten kan brukes til å designe sikre (ikke skape radioaktiv forurensning) atomvåpen. Energien som frigjøres av 1 gram hafnium-178m2 tilsvarer omtrent 50 kg TNT. Den metastabile isomeren av hafnium kan brukes til å "pumpe" kompakte lasere for militære formål (ved å erstatte en del av hafniumatomene med 178m2 Hf gjør det mulig, ved å bruke hafniumoksid som en komponent i en laserkrystall, å kombinere en energikilde og en emitter ).
Den fredelige bruken av denne kjernefysiske isotopen er interessant fordi den kan brukes som en kraftig kilde til gammastråler, noe som muliggjør justering av strålingsdosen (feildeteksjon), en energikilde for transport, et meget romslig energibatteri (1 kilogram er tilsvarende 4,35 tonn bensin).
Hovedproblemet med å bruke hafnium-178m2 er vanskeligheten med å produsere denne kjernefysiske isomeren. Samtidig er det et vanlig produkt (avfall) fra et kjernekraftverk (brukte hafniumabsorpsjonsstaver). Utnyttelsen av den såkalte «hafniumsyklusen» og utvidelsen av hafniumsektoren vil øke ettersom bruken av hafnium til reaktorkontroll øker. Ettersom isomeren akkumuleres i land med en utviklet atomindustri, vil fremveksten av "hafniumenergi" forekomme.
Utviklingen av den såkalte "hafniumbomben" basert på 178m2 Hf-isomeren ble utført av DARPA-byrået fra 1998 til 2004. Selv bruken av røntgenkilder med høy effekt gjorde det imidlertid ikke mulig å oppdage effekten av indusert forfall. I 2005 ble det vist at bruk av eksisterende teknologier, er ikke mulig å frigjøre overflødig energi fra hafnium-178m2-kjernen.
Jordskorpen inneholder bare fire gram hafnium. Den eneste måten å få det på er ved å behandle zirkoniummalm og noen andre mineraler. Vanlige zirkoner inneholder opptil 4 prosent hafniumoksid. For å trekke ut dette sjeldne metallet løses zirkoner opp i kokende syrer.
Produksjon
Det rikeste landet i hafnium er Australia. Mer enn 600 tonn av dette metallet er konsentrert her. De totale reservene av hafnium på planeten er estimert til 1000 tonn. Det er også mye hafnium i Russland - det finnes i mineraler som granitt, baddeleyitt, loparitt, etc.
Egenskaper
Utad ser hafnium ut som et skinnende metall med en sølvskinnende glans. Hafnium er svært ildfast og har høy evne til å fange opp termiske nøytroner.
Hafnium er ganske inert kjemisk. En oksidfilm dannes på overflaten, som beskytter den mot påvirkning av aggressive miljøer. Best av alt, hafnium løses opp i sterke syrer - salpetersyre, flussyre og vannvann.
applikasjon
Hafnium brukes praktisk talt ikke i husholdningsapparater. Det er svært sjelden å finne kraftige permanentmagneter basert på hafniumlegeringer. Men eierne av datamaskiner som kjører på Intel Penryn-seriens mikroprosessorer har muligheten til å holde hafnium i hendene. Slike prosessorer inkluderer for eksempel Intel Core 2 Duo-familien. De bruker hafniumforbindelser som et dielektrikum.
Hafnium har funnet bred anvendelse i produksjon av høyeffekts radiorør, produksjon av dyser for rakettmotorer og deler av atomreaktorer. Hafniumoksid har et veldig høyt smeltepunkt og en god brytningsindeks - det brukes til å lage spesielle glasskvaliteter designet for nattsynsenheter, fiberoptiske nettverk og termiske kameraer.
Hvis du smelter tantalkarbid med hafniumkarbid, får du den mest ildfaste legeringen i verden. Smeltepunktet er mer enn 4200 grader. Hafnium brukes til å lage slitesterke komposittbelegg, elektroder for argonsveising og reflekterende belegg for røntgenspeil.
La oss dvele ved en annen interessant bruk av hafnium. En isotop av hafnium kalt 178m2 inneholder så mye overskuddsenergi at den, når den utsettes for røntgenstråler, kan frigjøre den eksplosivt. Samtidig frigjøres like mye energi fra ett gram hafnium-178m2 som det frigjøres ved eksplosjonen av 50 kilo TNT.
Hafnium ble oppdaget i første halvdel av det 20. århundre ved røntgenspektralanalyse mens man studerte zirkoniummineralet. Eksistensen av hafnium ble spådd av den russiske kjemikeren D.I. Mendeleev i 1870, og dens egenskaper av den danske fysikeren Niels Bohr. I følge den periodiske loven skulle det nye grunnstoffet være en analog av titan og zirkonium, og det ble funnet i zirkonium og titan mineraler. Siden hafnium ble oppdaget i Danmark, ble det oppkalt etter den gamle hovedstaden i dette landet - Hafnia.
Hafnium er et tungt, ildfast sølvhvitt metall, deformeres lett under kaldbearbeiding og forsterkes samtidig. De mekaniske egenskapene til hafnium påvirkes av dets evne til å absorbere gasser under prosessering. Når et slikt metall varmes opp, inngår de absorberte gassene i en kjemisk reaksjon med det og endrer i stor grad dets elektriske egenskaper, øker elektrisk motstand og reduserer temperaturkoeffisienten for elektrisk motstand; kompakt hafnium, når det varmes opp i luft, blir dekket med en film av oksider, som deretter trenger inn i metallkroppen. Oppvarmet i oksygen brenner hafnium med en blendende hvit farge. Nitrogen reagerer med hafnium som oksygen, men hafniumnitrider er ustabile ved temperaturer over 1000°C. Hydrogen, i temperaturområdet 300 - 1000°C, danner hydridet HfH2, som spaltes fullstendig ved temperaturer over 1500°C. Denne urenheten gjør hafnium sprøtt. Hafnium er svært motstandsdyktig mot virkningen av saltsyre og salpetersyre i alle konsentrasjoner og ved hvilken som helst temperatur. Løsninger av brus og kalium har ingen effekt på hafnium.
Hafnium er dårligere enn tantal i motstand mot virkningen av vannvann, vått klor, jernklorid og svovelsyreløsninger med 60 % konsentrasjon ved 100°C.
Som en kjemisk tvilling av zirkonium, skiller hafnium seg kraftig fra det i forhold til nøytroner. Hvis rent zirkonium lar nøytroner passere gjennom uten hindring, blir hafnium en uoverkommelig barriere for dem.
Likheten mellom de kjemiske egenskapene til hafnium og zirkonium og, i denne forbindelse, vanskeligheten med å separere dem, skyldes det faktum at radiene til hafnium- og zirkoniumioner er nesten like.
Det er 25 ganger flere hafniumatomer i naturen enn sølv og 1000 ganger mer gull, men det er ekstremt spredt i naturen og forekomster egnet for industriell prosessering er tilgjengelig noen få steder på kloden. Vanskeligheten med å utvinne og isolere hafnium fra naturlige forbindelser er grunnen til å begrense den praktiske bruken.
KVITTERING.
Hovedkilden til hafnium er zirkoniumkonsentrater, i noen modifikasjoner hvor innholdet av hafniumoksid når 2%. På grunn av forskjellen i mengden radioaktivitet mellom hafnium og zirkonium, kan graden av radioaktivitet av zirkonium tjene som en indikator på mengden hafnium som er tilstede i mineralet. Separasjonen av hafnium og zirkonium, som er svært like i kjemiske egenskaper, utføres ved fraksjonert krystallisering av løsninger oppnådd etter åpning av zirkonkonsentrater, og hafniumsalter utsettes for denne prosessen. Hafnium konsentreres i moderluter med jern og niob, hvoretter hafniumfluorid omdannes til sulfat, kalsineres for å frigjøre HfO2 og kaliumsvovelsaltet fjernes ved utluting. Rent hafnium oppnås ved jodidmetoden. Metodene for å oppnå hafniummetall er de samme som for zirkonium..
APPLIKASJON.
Hafniumforbindelser smelter ved temperaturer høyere enn smeltepunktet til hafniummetall. For eksempel smelter hafniumoksid ved en temperatur på 2800 °C, hafniumborid - ved 3250 °C, hafniumnitrid - ved 3310 °C, hafniumkarbid - ved 3890 °C. Derfor danner disse forbindelsene, og spesielt hafniumnitrid, grunnlaget for varmebestandige legeringer og høytemperatur ildfaste materialer. Disse forbindelsene danner også grunnlaget for faste materialer, legeringer av radio og elektroteknikk for fremstilling av materialer for bolometre, motstander, termioniske katoder og lysrør. De samme egenskapene gjør det mulig å bruke hafnium og dets forbindelser til fremstilling av glødetråder i elektriske lamper.
Ikke mindre viktig var bruken av hafnium, sammen med zirkonium, i atomreaktorer. Rent zirkonium lar nøytroner passere gjennom uten hindring, mens hafnium blokkerer dem. Derfor er felles bruk for produksjon av stenger med kjernebrensel en vellykket symbiose - zirkonium som "klær" for stenger med kjernebrensel, hafnium som moderator og absorber av nøytroner.
Hafnium, som zirkonium, brukes i kjemisk apparatproduksjon som et korrosjonsbestandig materiale.
Hafnium brukes til å produsere visse alkali- og jordalkalimaterialer ved å reagere med dem og fortrenge dem fra oksidene deres.
Hafniumoksider brukes i glass- og keramikkindustrien, i produksjon av ildfaste materialer
Sammenlignet med zirkonium, som har de samme egenskapene som hafnium, brukes det mye sjeldnere enn zirkonium på grunn av dets høye pris.
J/(K mol)
sekskantet
en=3,196 nm; c= 5,051 nm
(300 K) 23,0 W/(mK)
| 72 | |
| 4f 14 5d 2 6s 2 | |
Hafnium- et kjemisk element av den fjerde gruppen av langperiodeformen til det periodiske systemet til D.I. Mendeleev (i henhold til den korte formen av det periodiske systemet - en sekundær undergruppe av gruppe IV), den sjette perioden, med atomnummer 72. Betegnes ved symbolet Hf (lat. Hafnium). Et enkelt stoff er et tungt, ildfast sølvhvitt metall.
Oppdagelseshistorie og opprinnelse til navnet
Hafnium ble søkt blant de sjeldne jordelementene, siden strukturen til den sjette perioden av D.I. Mendeleev-systemet ikke ble avklart. I 1911 annonserte den franske kjemikeren J. Urbain oppdagelsen av et nytt grunnstoff, som han kalte celtium. I virkeligheten fikk han en blanding bestående av ytterbium, lutetium og en liten mengde hafnium. Og først etter at N. Bohr, basert på kvantemekaniske beregninger, viste at det siste sjeldne jordartelementet er element nummer 71, ble det klart at hafnium er en analog av zirkonium.
Basert på funnene til Bohr, som forutså dens egenskaper og valens, analyserte Dirk Koster og Gyorgy de Hevesy i 1923 systematisk norske og grønlandske zirkoner ved røntgenspektroskopi. Sammenfallet av linjene med røntgendiffraksjonsmønstre av rester etter utluting av zirkon med kokende syreløsninger med de som er beregnet i henhold til Moseleys lov for det 72. grunnstoffet gjorde det mulig for forskerne å kunngjøre oppdagelsen av et grunnstoff, som de kalte hafnium til ære for byen der funnet ble gjort (lat. Hafnia- Latinsk navn for København). Striden om prioritering som startet etter dette mellom J. Urbain, N. Koster og D. Hevesy fortsatte lenge. I 1949 ble navnet på grunnstoffet "hafnium" godkjent av Den internasjonale kommisjonen og akseptert overalt.
Kvittering
Gjennomsnittlig hafniuminnhold i jordskorpen er ca. 4 g/t. På grunn av mangelen på egne mineraler i hafnium og dets konstante akkompagnement med zirkonium, oppnås det ved å bearbeide zirkoniummalm, hvor det er inneholdt i en mengde på 2,5% av vekten av zirkonium (zirkon inneholder 4% HfO 2, baddeleyitt - 4-6 % HfO 2). I verden utvinnes i gjennomsnitt rundt 70 tonn hafnium per år, og volumet av produksjonen er proporsjonal med volumet av zirkoniumproduksjon. Et interessant trekk ved scandiummineralet er tortveititt: det inneholder mye mer hafnium i prosent enn zirkonium, og denne omstendigheten er svært viktig når du bearbeider tortveititt til skandium og konsentrerer hafnium fra det.
Verdens Hafnium-ressurser
Prisene for hafnium 99 % i 2007 var i gjennomsnitt $780 per kilo (ifølge infogeo.ru)
Verdensressurser av hafnium i form av hafniumdioksid overstiger litt 1 million tonn. Distribusjonsstrukturen til disse ressursene ser omtrent slik ut:
- Australia - mer enn 630 tusen tonn,
- Sør-Afrika - nesten 287 tusen tonn,
- USA - litt over 105 tusen tonn,
- India - rundt 70 tusen tonn,
- Brasil - 9,88 tusen tonn.
Det overveldende flertallet av hafniumråstoffbasen i fremmede land er representert av zirkon fra kystnære marineplasseringer.
Fysiske egenskaper
Hafnium er et skinnende sølv-hvitt metall, hardt og ildfast. Når den er fint spredt, har den en mørkegrå, nesten svart farge; matt Tetthet under normale forhold er 13,31 g/cm3. Smeltepunkt er 2506 (2233 °C), koker ved 4876 (4603 °C).
Kjemiske egenskaper
Det beste løsningsmidlet for hafnium er flussyre (HF) eller en blanding av flussyre og salpetersyre, og vannvann.
Ved høye temperaturer (over 1000) oksiderer hafnium i luft og brenner inn oksygen. Reagerer med halogener. Det er likt i motstand mot syrer til glass. Akkurat som zirkonium har det hydrofobe egenskaper (ikke fuktet av vann).
De viktigste kjemiske forbindelsene
Toverdige hafniumforbindelser
- HfBr 2, hafniumdibromid, er et svart fast stoff som er selvantennende i luft. Spaltes ved 400 °C til hafnium og hafniumtetrabromid. Fremstilt ved disproporsjonering av hafniumtribromid i vakuum under oppvarming.
Treverdige hafniumforbindelser
- HfBr 3, hafniumtribromid er et svart-blått fast stoff. Disproporsjoner ved 400 °C til hafniumdibromid og tetrabromid. Fremstilt ved reduksjon av hafniumtetrabromid ved oppvarming i en hydrogenatmosfære eller med aluminiummetall.
Fireverdige hafniumforbindelser
- HfO 2, hafniumdioksid - fargeløse monokliniske krystaller (tetthet - 9,98 g/cm³) eller fargeløse tetragonale krystaller (densitet - 10,47 g/cm³). Sistnevnte har T smp. 2900 °C, lett løselig i vann, diamagnetisk, har en mer grunnleggende karakter enn ZrO 2 og viser katalytiske egenskaper. Det oppnås ved å varme hafniummetall i oksygen eller ved å kalsinere hafniumhydroksid, dioksalat eller disulfat.
- Hf(OH) 4, hafniumhydroksid er et hvitt bunnfall som løses opp når alkalier og hydrogenperoksid tilsettes for å danne peroksohafniater. Det oppnås ved dyp hydrolyse av tetravalente hafniumsalter ved oppvarming eller ved å behandle løsninger av hafnium(IV)-salter med alkalier.
- HfF 4, hafniumtetrafluorid - fargeløse krystaller. T pl 1025 °C, tetthet - 7,13 g/cm³. La oss løse opp i vann. Oppnådd ved termisk dekomponering av forbindelsen (NH 4) 2 i en strøm av nitrogen ved 300 °C.
- HfCl 4, hafniumtetraklorid - hvitt pulver, sublimerer ved 317 °C. T pl 432 °C. Oppnådd ved påvirkning av klor på metallisk hafnium, hafniumkarbid eller en blanding av hafnium(II)oksid med trekull.
- HfBr 4 , hafniumtetrabromid - fargeløse krystaller. Sublimert ved 322°C. T pl 420 °C. Oppnådd ved påvirkning av bromdamp på en blanding av hafnium(II)oksid og trekull oppvarmet til 500 °C.
- HfI 4 , hafniumtetrajodid - gule krystaller. Sublimerer ved 427 °C og dissosierer termisk ved 1400 °C. Det oppnås ved å reagere hafnium med jod ved 300 °C.
- Hf (HPO 4) 2, hafniumhydrogenfosfat - et hvitt bunnfall, løselig i svovelsyre og flussyre. Oppnådd ved å behandle løsninger av hafnium(IV)-salter med fosforsyre.
applikasjon
De viktigste bruksområdene for metallisk hafnium er produksjon av legeringer for romfartsteknologi, kjernefysisk industri og spesialoptikk.
- Kjernefysisk teknikk utnytter hafniums evne til å fange nøytroner, og dets anvendelser i atomindustrien er produksjon av kontrollstaver, spesialkeramikk og glass (oksid, karbid, borid, oksokarbid, dysprosiumhafnat, litiumhafnat). En egenskap og fordel med hafniumdiborid er den svært lave gassfrigjøringen (helium, hydrogen) når bor "brenner ut".
- Hafniumoksid brukes i optikk på grunn av dets temperaturstabilitet (smp. 2780 °C) og svært høye brytningsindeks. Et betydelig område av hafniumforbruk er produksjon av spesielle glasskvaliteter for fiberoptiske produkter, samt for produksjon av spesielt høykvalitets optiske produkter, speilbelegg, inkludert for nattsynsenheter, termiske kameraer. Hafniumfluorid har et lignende bruksområde.
- Hafniumkarbid og borid (smp. 3250 °C) brukes som ekstremt slitesterke belegg og i produksjon av superharde legeringer. I tillegg er hafniumkarbid en av de mest ildfaste forbindelsene (smp. 3960 °C) og brukes til produksjon av romrakettdyser og noen strukturelle elementer i gassfasekjernefysiske jetmotorer.
- Hafnium utmerker seg ved en relativt lav elektronarbeidsfunksjon (3,53 eV), og derfor brukes det til fremstilling av katoder for høyeffekts radiorør og elektronkanoner. Samtidig gjør denne kvaliteten, sammen med dets høye smeltepunkt, at hafnium kan brukes til produksjon av elektroder for sveising av metaller i argon og spesielt elektroder (katoder) for sveising av lavkarbonstål i karbondioksid. Motstanden til slike elektroder i karbondioksid er mer enn 3,7 ganger høyere enn for wolframelektroder. Bariumhafnat brukes også som effektive katoder med lav arbeidsfunksjon.
- Hafniumkarbid i form av et fint porøst keramisk produkt kan tjene som en ekstremt effektiv elektronsamler forutsatt at cesium-133-damp fordamper fra overflaten i et vakuum; i dette tilfellet reduseres elektronarbeidsfunksjonen til mindre enn 0,1-0,12 eV , og denne effekten kan brukes til å lage svært effektive termioniske elektriske generatorer og deler av kraftige ionemotorer.
- Et svært slitesterkt og hardt komposittbelegg basert på hafnium og nikkeldiborid er utviklet og har lenge vært brukt.
- Tantal-wolfram-hafnium-legeringer er de beste legeringene for drivstoffforsyning i gassfase kjernefysiske rakettmotorer.
- Titanlegeringer legert med hafnium brukes i skipsbygging (produksjon av skipsmotordeler), og legering av nikkel med hafnium øker ikke bare styrken og korrosjonsmotstanden, men forbedrer også sveisbarheten og styrken til sveiser dramatisk.
- Tantal-hafniumkarbid. Tilsetningen av hafnium til tantal øker dens motstand mot oksidasjon i luft dramatisk (varmemotstand) på grunn av dannelsen av en tett og ugjennomtrengelig film av komplekse oksider på overflaten, og i tillegg er denne oksidfilmen svært motstandsdyktig mot termiske endringer ( termisk sjokk). Disse egenskapene gjorde det mulig å lage svært viktige legeringer for rakettteknologi (dyser, gassror). En av de beste hafnium-tantallegeringene for rakettdyser inneholder opptil 20 % hafnium. Det skal også bemerkes at det er en stor økonomisk effekt ved bruk av hafnium-tantal-legeringen for produksjon av elektroder for luftplasma og oksygenflammeskjæring av metaller. Erfaring med bruk av en slik legering (hafnium - 77%, tantal - 20%, wolfram - 2%, sølv - 0,5%, cesium - 0,1%, krom - 0,4%) har vist en 9 ganger lengre levetid sammenlignet med med rent hafnium.
- Legering med hafnium styrker dramatisk mange koboltlegeringer, som er svært viktige i turbinkonstruksjon, olje-, kjemisk- og næringsmiddelindustrien.
- Hafnium brukes i noen legeringer for kraftige permanente magneter av sjeldne jordarter (spesielt terbium og samarium).
- En legering av hafniumkarbid (HfC, 20%) og tantalkarbid (TaC, 80%) er den mest ildfaste legeringen (smp. 4216 °C). I tillegg er det separate indikasjoner på at når denne legeringen legeres med en liten mengde titankarbid, kan smeltepunktet økes med ytterligere 180 grader.
- Ved å tilsette 1 % hafnium til aluminium oppnås supersterke aluminiumslegeringer med en metallkornstørrelse på 40-50 nm. I dette tilfellet er ikke bare legeringen styrket, men også en betydelig relativ forlengelse oppnås og skjær- og vridningsstyrken økes, samt vibrasjonsmotstanden forbedres.
- Høye dielektriske konstanter basert på hafniumoksid vil erstatte tradisjonell silisiumoksid i mikroelektronikk i løpet av det neste tiåret, noe som åpner for mye høyere elementtettheter i chips. Siden 2007 har hafniumdioksid blitt brukt i 45 nm Intel Penryn-prosessorer. Hafniumsilisid brukes også som et dielektrikum med høy dielektrisitetskonstant i elektronikk. Hafnium og scandium legeringer brukes i mikroelektronikk for å produsere resistive filmer med spesielle egenskaper.
- Hafnium brukes til å produsere flerlags røntgenspeil av høy kvalitet.
Lovende søknader
| Periodisk system for kjemiske elementer av D. I. Mendeleev | ||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Hf | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Uut | ||||||||||||||||||||||||||||||||
Utdrag som karakteriserer Hafnium
Hun var den samme som han hadde kjent henne nesten som barn og deretter som bruden til prins Andrei. Et muntert, spørrende glimt skinte i øynene hennes; det var et mildt og merkelig lekent uttrykk i ansiktet hennes.Pierre spiste middag og ville ha sittet der hele kvelden; men prinsesse Marya skulle på nattvåken, og Pierre dro med dem.
Neste dag kom Pierre tidlig, spiste middag og satt der hele kvelden. Til tross for at prinsesse Marya og Natasha åpenbart var fornøyd med gjesten; til tross for at hele interessen for Pierres liv nå var konsentrert i dette huset, hadde de på kvelden snakket om alt, og samtalen flyttet stadig fra et ubetydelig emne til et annet og ble ofte avbrutt. Pierre ble våken så sent den kvelden at prinsesse Marya og Natasha så på hverandre, tydeligvis ventet på å se om han ville dra snart. Pierre så dette og kunne ikke gå. Han følte seg tung og klosset, men han fortsatte å sitte fordi han ikke kunne reise seg og gå.
Prinsesse Marya, som ikke forutså en slutt på dette, var den første som reiste seg og begynte å si farvel, da hun klaget over migrene.
– Så du skal til St. Petersburg i morgen? – sa ok.
«Nei, jeg går ikke,» sa Pierre fort, overrasket og som fornærmet. – Nei, til St. Petersburg? I morgen; Jeg sier bare ikke farvel. «Jeg kommer for oppdragene,» sa han, og sto foran prinsesse Marya, rødmet og ikke dro.
Natasha ga ham hånden og gikk. Prinsesse Marya, tvert imot, sank i stedet for å gå ned i en stol og så strengt og forsiktig på Pierre med sitt strålende, dype blikk. Trettheten hun tydeligvis hadde vist før var nå helt borte. Hun trakk pusten dypt og langt, som om hun forberedte seg på en lang samtale.
All Pierres forlegenhet og klossethet, da Natasha ble fjernet, forsvant øyeblikkelig og ble erstattet av begeistret animasjon. Han flyttet raskt stolen veldig nær prinsesse Marya.
"Ja, det var det jeg ville fortelle deg," sa han og svarte hennes blikk som i ord. - Prinsesse, hjelp meg. Hva burde jeg gjøre? Kan jeg håpe? Prinsesse, min venn, hør på meg. Jeg vet alt. Jeg vet at jeg ikke er henne verdig; Jeg vet at det er umulig å snakke om det nå. Men jeg vil være broren hennes. Nei, jeg vil ikke... jeg kan ikke...
Han stoppet og gned ansiktet og øynene med hendene.
"Vel, her," fortsatte han, og anstrengte seg tydeligvis for å snakke sammenhengende. "Jeg vet ikke siden når jeg elsker henne." Men jeg har elsket bare henne, bare én, hele livet og elsker henne så høyt at jeg ikke kan forestille meg livet uten henne. Nå tør jeg ikke spørre hånden hennes; men tanken på at hun kanskje kunne bli min og at jeg ville gå glipp av denne muligheten... muligheten... er forferdelig. Si meg, kan jeg ha håp? Fortell meg hva jeg skal gjøre? "Kjære prinsesse," sa han, etter å ha vært stille en stund og rørt hånden hennes, siden hun ikke svarte.
"Jeg tenker på det du fortalte meg," svarte prinsesse Marya. - Jeg skal fortelle deg hva. Du har rett, hva skal jeg fortelle henne om kjærlighet nå... - Prinsessen stoppet. Hun ville si: det er nå umulig å snakke med henne om kjærlighet; men hun stoppet fordi hun for den tredje dagen så fra Natasjas plutselige forandring at ikke bare Natasja ikke ville bli fornærmet hvis Pierre uttrykte sin kjærlighet til henne, men at dette var alt hun ønsket.
"Det er umulig å fortelle henne nå," sa prinsesse Marya.
– Men hva skal jeg gjøre?
"Betro meg dette," sa prinsesse Marya. - Jeg vet…
Pierre så inn i øynene til prinsesse Marya.
"Vel, vel..." sa han.
"Jeg vet at hun elsker... vil elske deg," korrigerte prinsesse Marya seg selv.
Før hun rakk å si disse ordene, spratt Pierre opp og med et skremt ansikt tok hun prinsesse Marya i hånden.
- Hvorfor tror du det? Tror du jeg kan håpe? Tror du?!
"Ja, jeg tror det," sa prinsesse Marya og smilte. - Skriv til foreldrene dine. Og instruer meg. Jeg forteller henne når det er mulig. Jeg ønsker dette. Og hjertet mitt føler at dette vil skje.
– Nei, dette kan ikke være! Så glad jeg er! Men dette kan ikke være... Så glad jeg er! Nei, det kan ikke være det! – sa Pierre og kysset hendene til prinsesse Marya.
– Du drar til St. Petersburg; det er bedre. "Og jeg skal skrive til deg," sa hun.
– Til St. Petersburg? Kjøre? Ok, ja, la oss gå. Men kan jeg komme til deg i morgen?
Dagen etter kom Pierre for å si farvel. Natasha var mindre animert enn tidligere dager; men denne dagen, noen ganger så hun inn i øynene, følte Pierre at han forsvant, at verken han eller hun var det lenger, men det var bare en følelse av lykke. "Egentlig? Nei, det kan ikke være det», sa han til seg selv med hvert blikk, hver gest og ord som fylte sjelen hans med glede.
Da han tok farvel med henne og tok den tynne, tynne hånden hennes, holdt han den ufrivillig i seg litt lenger.
«Er denne hånden, dette ansiktet, disse øynene, all denne fremmede skatten av feminin sjarm, vil alt for alltid være mitt, kjent, det samme som jeg er for meg selv? Nei, det er umulig!..."
«Farvel, grev,» sa hun høyt til ham. "Jeg venter på deg," la hun hviskende til.
Og disse enkle ordene, utseendet og ansiktsuttrykket som fulgte dem, var i to måneder gjenstand for Pierres uuttømmelige minner, forklaringer og lykkelige drømmer. «Jeg kommer til å vente veldig mye på deg... Ja, ja, som hun sa? Ja, jeg vil vente veldig mye på deg. Å, så glad jeg er! Hva er dette, hvor glad jeg er!» – sa Pierre til seg selv.
Ingenting skjedde nå i Pierres sjel som liknet det som skjedde i den under lignende omstendigheter under hans matchmaking med Helen.
Han gjentok ikke, som da, med smertefull skam ordene han hadde sagt, han sa ikke til seg selv: «Å, hvorfor sa jeg ikke dette, og hvorfor, hvorfor sa jeg «je vous aime» da?» [Jeg elsker deg] Nå, tvert imot, gjentok han hvert ord av hennes, hans eget, i fantasien med alle detaljene i ansiktet hennes, smil, og ønsket ikke å trekke fra eller legge til noe: han ville bare gjenta. Det var ikke lenger en skygge av tvil om det han hadde foretatt seg var bra eller dårlig. Bare én fryktelig tvil streifet ham noen ganger. Er ikke alt dette i en drøm? Tok prinsesse Marya feil? Er jeg for stolt og arrogant? Jeg tror; og plutselig, som det skulle skje, vil prinsesse Marya fortelle henne det, og hun vil smile og svare: «Hvor rart! Han tok sannsynligvis feil. Vet han ikke at han er en mann, bare en mann, og jeg?... Jeg er helt annerledes, høyere."
Bare denne tvilen kom ofte opp for Pierre. Han har heller ikke lagt noen planer nå. Den forestående lykken virket så utrolig for ham at så snart den skjedde, kunne ingenting skje. Det hele var over.
En gledelig, uventet galskap, som Pierre anså seg ute av stand til, tok ham i besittelse. Hele meningen med livet, ikke for ham alene, men for hele verden, syntes han bare lå i hans kjærlighet og i muligheten for hennes kjærlighet til ham. Noen ganger virket alle menneskene for ham å være opptatt av bare én ting - hans fremtidige lykke. Noen ganger virket det for ham som om de alle var like glade som han, og bare prøvde å skjule denne gleden, og lot som om de var opptatt med andre interesser. I hvert ord og hver bevegelse så han hint av sin lykke. Han overrasket ofte folk som møtte ham med hans betydningsfulle, glade blikk og smil som uttrykte hemmelig enighet. Men da han innså at folk kanskje ikke visste om hans lykke, syntes han synd på dem av hele sitt hjerte og følte et ønske om å på en eller annen måte forklare dem at alt de gjorde var fullstendig tull og bagateller, ikke verdt oppmerksomhet.
Når han ble tilbudt å tjene eller når de diskuterte noen generelle, statlige anliggender og krig, og antok at alle menneskers lykke var avhengig av dette eller hint utfallet av en slik og en slik begivenhet, lyttet han med et saktmodig, sympatisk smil og overrasket folket som snakket til ham med hans merkelige bemerkninger. Men både de menneskene som for Pierre syntes å forstå den virkelige meningen med livet, det vil si følelsen hans, og de uheldige som åpenbart ikke forsto dette - alle mennesker i denne perioden virket for ham i et så sterkt lys av følelsen skinner i ham at uten den minste innsats, så han umiddelbart, i møte med enhver person, i ham alt som var godt og verdig kjærlighet.
Når han så på sakene og papirene til sin avdøde kone, følte han ingen følelse for hennes minne, bortsett fra synd at hun ikke kjente lykken som han kjente nå. Prins Vasily, nå spesielt stolt over å ha fått et nytt sted og stjerne, virket for ham som en rørende, snill og ynkelig gammel mann.
Pierre husket ofte senere denne tiden med lykkelig galskap. Alle dommene han gjorde om mennesker og omstendigheter i denne perioden forble sanne for ham for alltid. Ikke bare ga han ikke senere avkall på disse synene på mennesker og ting, men tvert imot, i indre tvil og motsetninger tydet han til det synet han hadde på denne galskapens tid, og dette synet viste seg alltid å være korrekt.
«Kanskje», tenkte han, «så jeg virket rar og morsom da; men jeg var ikke så sint da som det virket. Tvert imot, jeg var da smartere og mer innsiktsfull enn noen gang, og jeg forsto alt som er verdt å forstå i livet, fordi ... jeg var glad.»
Pierres galskap besto i det faktum at han ikke ventet, som før, av personlige grunner, som han kalte verdiene til mennesker, for å elske dem, men kjærlighet fylte hjertet hans, og han, som elsket mennesker uten grunn, fant utvilsomt grunner som det var verdt å elske deres.
Fra den første kvelden, da Natasha, etter Pierres avgang, fortalte prinsesse Marya med et gledelig hånende smil at han definitivt, vel, definitivt var fra badehuset, og i en frakk, og med en hårklipp, fra det øyeblikket noe skjult og ukjent til henne, men uimotståelig, våknet i Natasjas sjel.
Alt: ansikt, gang, blikk, stemme - alt endret seg plutselig i henne. Uventet for henne dukket livets kraft og håp om lykke til overflaten og krevde tilfredsstillelse. Fra den første kvelden så det ut til at Natasha hadde glemt alt som hadde skjedd med henne. Siden den gang har hun aldri klaget over situasjonen sin, sa ikke et eneste ord om fortiden og var ikke lenger redd for å legge muntre planer for fremtiden. Hun snakket lite om Pierre, men da prinsesse Marya nevnte ham, lyste en forlengst gnist opp i øynene hennes og leppene hennes rynket med et merkelig smil.
Forandringen som fant sted i Natasha overrasket først prinsesse Marya; men da hun forsto betydningen, gjorde denne forandringen henne opprørt. «Elsket hun virkelig broren sin så lite at hun kunne glemme ham så fort», tenkte prinsesse Marya da hun alene grunnet på forandringen som hadde funnet sted. Men da hun var sammen med Natasha, var hun ikke sint på henne og bebreidet henne ikke. Den våkne livskraften som grep Natasha var åpenbart så ukontrollerbar, så uventet for henne at prinsesse Marya, i Natasjas nærvær, følte at hun ikke hadde rett til å bebreide henne selv i sjelen hennes.
Natasha ga seg over til den nye følelsen med en slik fullstendighet og oppriktighet at hun ikke prøvde å skjule det faktum at hun ikke lenger var trist, men glad og munter.
Da prinsesse Marya, etter en nattlig forklaring med Pierre, kom tilbake til rommet sitt, møtte Natasha henne på terskelen.
- Han sa? Ja? Han sa? – gjentok hun. Både et gledelig og samtidig ynkelig uttrykk, som ba om tilgivelse for gleden hennes, satte seg på ansiktet til Natasha.
– Jeg ville høre på døren; men jeg visste hva du ville fortelle meg.
Uansett hvor forståelig, uansett hvor rørende blikket som Natasha så på henne var for prinsesse Marya; uansett hvor lei hun var for å se sin begeistring; men Natasjas ord fornærmet først prinsesse Marya. Hun husket broren sin, hans kjærlighet.
«Men hva kan vi gjøre? hun kan ikke annet», tenkte prinsesse Marya; og med et trist og litt strengt ansikt fortalte hun Natasha alt Pierre hadde fortalt henne. Da Natasha hørte at han skulle til St. Petersburg, ble hun overrasket.
– Til St. Petersburg? – gjentok hun, som om hun ikke forsto. Men når hun så på det triste uttrykket i ansiktet til prinsesse Marya, gjettet hun årsaken til sin tristhet og begynte plutselig å gråte. "Marie," sa hun, "lær meg hva jeg skal gjøre." Jeg er redd for å bli dårlig. Uansett hva du sier, vil jeg gjøre; Lær meg…
- Du elsker ham?
"Ja," hvisket Natasha.
-Hva gråter du over? "Jeg er glad på din vegne," sa prinsesse Marya, etter å ha fullstendig tilgitt Natasjas glede for disse tårene.
– Det blir ikke snart, en dag. Tenk på hvilken lykke det vil være når jeg blir hans kone og du gifter deg med Nicolas.
– Natasha, jeg ba deg om å ikke snakke om dette. Vi snakker om deg.
De var stille.
– Men hvorfor gå til St. Petersburg! – Natasha sa plutselig, og hun svarte raskt selv: – Nei, nei, slik skal det være... Ja, Marie? Sånn skal det være...
Syv år har gått siden det 12. året. Det urolige historiske havet i Europa har slått seg til ro på sine bredder. Det virket stille; men de mystiske kreftene som beveger menneskeheten (mystiske fordi lovene som bestemmer deres bevegelse er ukjente for oss) fortsatte å operere.
Til tross for at overflaten av det historiske havet virket ubevegelig, beveget menneskeheten seg like kontinuerlig som tidens bevegelse. Ulike grupper av menneskelige forbindelser dannet seg og gikk i oppløsning; årsakene til dannelsen og oppløsningen av stater og folkebevegelsene ble forberedt.
Det historiske havet, ikke som før, ble dirigert av vindkast fra den ene bredden til den andre: det sydde i dypet. Historiske skikkelser, ikke som før, stormet i bølger fra den ene bredden til den andre; nå så det ut til at de snurret på ett sted. Historiske skikkelser, som tidligere i spissen for troppene reflekterte massenes bevegelse med ordre om kriger, kampanjer, kamper, reflekterte nå den sydende bevegelsen med politiske og diplomatiske hensyn, lover, avhandlinger ...
Historikere kaller denne aktiviteten til historiske personer reaksjon.
Når de beskriver aktivitetene til disse historiske figurene, som etter deres mening var årsaken til det de kaller reaksjonen, fordømmer historikere dem strengt. Alle kjente personer på den tiden, fra Alexander og Napoleon til m meg Stael, Photius, Schelling, Fichte, Chateaubriand, etc., er underlagt deres strenge dom og frifinnes eller fordømmes, avhengig av om de bidro til fremgang eller reaksjon.
I Russland, ifølge deres beskrivelse, skjedde det også en reaksjon i løpet av denne tidsperioden, og hovedskyldige i denne reaksjonen var Alexander I - den samme Alexander I som ifølge deres beskrivelser var hovedskyldige i de liberale initiativene til hans regjeringstid og Russlands frelse.
I ekte russisk litteratur, fra en videregående elev til en lærd historiker, er det ingen person som ikke ville kastet sin egen rullestein på Alexander I for hans gale handlinger i denne perioden av hans regjeringstid.
«Han burde ha gjort det og det. I dette tilfellet handlet han bra, i dette tilfellet handlet han dårlig. Han oppførte seg bra i begynnelsen av sin regjeringstid og i løpet av det 12. året; men han handlet dårlig ved å gi en grunnlov til Polen, lage den hellige allianse, gi makt til Arakcheev, oppmuntre Golitsyn og mystikk, deretter oppmuntre Sjisjkov og Photius. Han gjorde noe galt ved å være involvert i den fremre delen av hæren; han handlet dårlig ved å distribuere Semyonovsky-regimentet osv.»
Det ville være nødvendig å fylle ti sider for å liste opp alle bebreidelsene som historikere gjør mot ham på grunnlag av kunnskapen om menneskehetens gode de besitter.
Hva betyr disse anklagene?
Selve handlingene som historikere godkjenner Alexander I, for eksempel: de liberale initiativene under hans regjeringstid, kampen mot Napoleon, den fastheten han viste i det 12. året og kampanjen i det 13. året, stammer ikke fra de samme kildene - forholdene for blod, utdanning, liv, som gjorde Alexanders personlighet til det den var - fra hvilken strømmer de handlingene som historikere klandrer ham for, for eksempel: Den hellige allianse, gjenopprettelsen av Polen, reaksjonen på 20-tallet?
Hva er essensen av disse bebreidelsene?
Det faktum at en så historisk person som Alexander I, en person som sto på høyest mulig nivå av menneskelig makt, er så å si i fokus for det blendende lyset fra alle de historiske strålene som er konsentrert om ham; en person utsatt for de sterkeste påvirkningene i verden av intriger, bedrag, smiger, selvbedrag, som er uatskillelige fra makt; et ansikt som følte, hvert minutt av sitt liv, ansvar for alt som skjedde i Europa, og et ansikt som ikke er fiktivt, men som lever, som enhver person, med sine egne personlige vaner, lidenskaper, ambisjoner om godhet, skjønnhet, sannhet - at dette ansiktet, for femti år siden, ikke bare var han ikke dydig (historikere klandrer ham ikke for dette), men han hadde ikke de synspunktene til det beste for menneskeheten som en professor nå har, som har vært engasjert i vitenskap fra en ung alder, det vil si å lese bøker, forelesninger og kopiere disse bøkene og forelesningene i én notatbok.
Men selv om vi antar at Alexander I for femti år siden tok feil i synet på hva som er folks beste, må vi ufrivillig anta at historikeren som dømmer Alexander, på samme måte, etter en tid vil vise seg å være urettferdig i sin syn på det, som er menneskehetens gode. Denne antagelsen er desto mer naturlig og nødvendig fordi vi etter historiens utvikling ser at hvert år, med hver ny forfatter, endres synet på hva som er menneskehetens gode; slik at det som virket godt, fremstår etter ti år som ondt; og vice versa. Dessuten finner vi samtidig i historien helt motsatte syn på hva som var ondt og hva som var godt: Noen tar æren for grunnloven gitt til Polen og Den hellige allianse, andre som en bebreidelse til Alexander.
Det er umulig å si om aktiviteten til Alexander og Napoleon at den var nyttig eller skadelig, fordi vi ikke kan si for hva den er nyttig og for hva den er skadelig. Hvis noen ikke liker denne aktiviteten, så liker han den ikke bare fordi den ikke faller sammen med hans begrensede forståelse av hva som er bra. Enten bevaringen av min fars hus i Moskva i det 12. året, eller de russiske troppenes herlighet, eller velstanden til St. Petersburg og andre universiteter, eller Polens frihet, eller Russlands makt, eller balansen i Europa , eller en viss form for europeisk opplysning - fremskritt, må jeg innrømme at aktiviteten til enhver historisk person hadde, i tillegg til disse målene, andre mål som var mer generelle og utilgjengelige for meg.
Men la oss anta at såkalt vitenskap har muligheten til å forene alle motsetninger og har et ufravikelig mål på godt og dårlig for historiske personer og hendelser.
La oss anta at Alexander kunne ha gjort alt annerledes. La oss anta at han, etter anmodning fra de som anklager ham, de som bekjenner kunnskapen om det endelige målet for menneskehetens bevegelse, kunne disponere i henhold til programmet for nasjonalitet, frihet, likhet og fremgang (det synes å være ingen andre) som de nåværende anklagerne ville gi ham. La oss anta at dette programmet ville vært mulig og utarbeidet, og at Alexander ville ha handlet i henhold til det. Hva ville da ha skjedd med aktivitetene til alle de menneskene som motsatte seg den daværende retningen fra regjeringen - med aktivitetene som ifølge historikere er gode og nyttige? Denne aktiviteten ville ikke eksistere; det ville ikke være noe liv; ingenting ville ha skjedd.
Hvis vi antar at menneskeliv kan kontrolleres av fornuften, vil muligheten for liv bli ødelagt.
Hvis vi antar, som historikere gjør, at store mennesker leder menneskeheten til å oppnå visse mål, som enten består i Russlands eller Frankrikes storhet, eller i Europas balanse, eller i å spre ideene om revolusjon, eller generelt fremskritt, eller hva det enn måtte være, er det umulig å forklare historiens fenomener uten begrepene tilfeldighet og geni.
Sterkt, hardt og ildfast kjemisk element av sølv-hvit farge. Metallet hafnium som kjemisk grunnstoff ble først oppdaget i 1923 i Danmarks hovedstad av fysikerne Koster og Hiveshi som et resultat av utlekking av metallzirkonium med kokende syrer fra norsk zirkoniummalm.
De gjenværende kjemiske stoffene oppnådd som et resultat av bearbeiding ble gjenstand for nøye analyse, og analysen viste at linjene i det resulterende røntgendiffraksjonsmønsteret falt helt nøyaktig sammen med de beregnede og forventede resultatene for det da ukjente grunnstoffet nr. 72, eksistensen av som ble spådd av Mendeleev. Det ble foreslått å navngi det oppdagede metallet hafnium, tilordne det til den fjerde gruppen og betegne det i det periodiske systemet med symbolet Hf.
Mer detaljerte studier har bestemt at dette kjemiske elementet alltid er tilstede i zirkoniumforbindelser, men er praktisk talt aldri funnet i fri form i naturen. Dessuten er de kjemiske egenskapene til det nylig oppdagede metallet helt identiske med egenskapene til element nr. 40 - zirkonium.
Samme år, 1923, var forskere i stand til å isolere metallisk hafnium for første gang med en renhet på 99%. Videre utvikling gjorde det mulig å finne flere forskjellige metoder for å skille hafnium og zirkonium, men alle viste seg å være utilstrekkelig effektive, og de var ikke av praktisk interesse på den tiden.
Situasjonen med separat produksjon av zirkonium og hafnium begynte å endre seg med utviklingen av kjernekraft. De fysiske egenskapene til zirkonium kan sikre effektiv absorpsjon av nøytroner, og hafniumurenheter reduserer disse indikatorene med mer enn 20 ganger. Derfor ble først separasjonen av disse to kjemiske elementene utført for å øke renheten til zirkonium, og hafniumhydroksid ble levert som et avfallsbiprodukt og var i utgangspunktet ikke av interesse for produsenter og metallurger.
Fysiske egenskaper til elementet
Ildfast hafnium har et smeltepunkt på 2222ºC og et kokepunkt på 5400ºC. Dens tetthet er 13,31 g/cm 3 . Takket være disse fysiske egenskapene er hafnium mye brukt til fremstilling av høyfaste og varmebestandige materialer i metallurgi, samt som legeringsadditiv for produksjon av nye sterke, termisk stabile og rustfrie materialer.
Rent metall er formbart og kan utsettes for varm- og kaldbearbeiding, sveiser godt og kan brukes til fremstilling av spesielt kritiske metallkonstruksjoner, sammenstillinger og deler.
Legeringer som bruker hafnium
I deres utseende og korrosjonsbestandighet er legeringer av metallene hafnium og zirkonium ikke dårligere i egenskapene til sølv, men er mye billigere. Takket være dette har materialet blitt ganske mye brukt i elektroteknikk og elektronikk.
Bruken av slike legeringer og forbindelser for fremstilling av sveiseutstyr og metallskjæring øker levetiden betydelig og forbedrer kvaliteten på arbeidsstykkebehandlingen.
Hafnium-legert titan og dets legeringer brukes til fremstilling av kritiske komponenter i skipsmotorer, oppnå høykvalitets sveiser og forbedre korrosjonsmotstanden til metaller. Ved å tilsette bare 1 % av dette metallet til aluminium, kan lette og veldig sterke legeringer oppnås.
Hafnium brukes til å lage ultra-kraftige permanente magneter basert på sjeldne jordartsmaterialer. Den brukes til produksjon av flerlags høykvalitets speilmaterialer for tekniske behov og vitenskapelig forskning.
I dag pågår utviklingen for å bruke hafnium til produksjon av kraftige batterier som vil kunne erstatte 2-3 tonn bensin for hvert kilo av vekten til den elektriske energikilden.
Bruksområde
På midten av 1900-tallet ble seks eksisterende isotoper identifisert for hafnium, hver av dem hadde sin egen evne til å absorbere stråling. Dette kjemiske elementet begynner å bli brukt til fremstilling av absorberstaver under drift av atomreaktorer. Andre nyttige egenskaper ved dette metallet ble også oppdaget. Som et resultat økte hafniumproduksjonen fra 40 kg/år til 60 tonn på 10 år.
Det 72. kjemiske elementet har høy mekanisk styrke, er preget av varmebestandighet og en rekke andre nyttige egenskaper. Derfor, i tillegg til kjernekraft, brukes hafnium til;
- produksjon av spesielt sterke og varmebestandige legeringer innen metallurgi;
- produksjon av mikrokretser og elektroniske enheter;
- i produksjon av røntgen- og fjernsynsstrålerør;
- påføring av beskyttende belegg mot korrosjon;
- produksjon av elektroder i glødelamper;
- en legering av hafnium og tantal brukes i rakett;
- i kjemisk produksjon, som et metall som er motstandsdyktig mot syrer, alkalier og andre kjemisk aktive stoffer.
Den høye styrken og tettheten til hafniummateriale har bidratt til bruken i optikk og romfartsapplikasjoner. 90 % av kjemisk grunnstoff nr. 72 brukes i dag innen atomenergi til fremstilling av beskyttelseselementer.
Imidlertid begrenser de høye kostnadene for hafnium dens utbredte bruk og brukes oftest som et tynt beskyttende belegg på overflaten av billigere metaller. De høye kostnadene for disse metallene forklares av arbeidsintensiteten i produksjonen, så vel som av de relativt små og spredte reservene i jordskorpen.
Geografi av zirkongruvedrift
Det vanlige innholdet av hafniumdioksid i zirkoner overstiger ikke 2%, og bare de rikeste forekomstene i Nigeria kan inneholde opptil 5% av dette mineralet. Grunne kystsjøer i forskjellige land i verden og sedimenter i elvebunnen er preget av et høyt innhold av zirkoniummalm som inneholder hafnium. I den russiske føderasjonen utvikles zirkonforekomster i Khibiny-fjellene i Ural.
Statistikk over globale produksjonsnivåer rapporterer volumer på 50-60 tonn hafniummetall og 2,5 tonn zirkonium.
Teknologier for industriell produksjon av hafnium
Utgangsmaterialene for produksjon av hafnium er mineral zirkoniummalm og først og fremst ZrSiO 4, hvor opptil 2% av metallet er tilstede, i henhold til produksjonsforholdene, kan det erstattes av hafniumatomer.
Teknologien som brukes til å produsere hafnium- og zirkoniummetall er ved å male mineralene og blande dem med et karbonholdig materiale som grafitt. Etter dette mates en slik blanding inn i en ovn oppvarmet til 1800˚ C uten å tilføre ren luft til forbrenning. Samtidig danner hafnium og zirkonium med karbonstøv karbider og er klare for videre teknisk bearbeiding, men hver for seg.
Deretter knuses de resulterende materialene igjen, lastes inn i en sjaktovn og varmes opp til 500˚C i nærvær av klorgass, for å danne tetrakloridforbindelser av hafnium, zirkonium og bruke dem til å oppnå rene metaller som et resultat av fraksjonert krystallisering.
Faktisk, til dags dato, er alt produsert hafnium resultatet av tilhørende prosessering av råstoff for å oppnå rent zirkonium for å gi reaktorteknologier innen kjernekraft. I dette tilfellet, for å oppnå 1 kg hafnium, behandles omtrent 50 kg zirkonium. Derfor avhenger den totale produksjonen av disse metallene direkte av volumet av zirkoniumutvinning.
Kostnaden for hafnium på verdensmarkedet
Verdenslederskapet innen produksjon av hafnium i dag innehas av de amerikanske selskapene Western Zirconium og Allegheny Technologies, samt franske Cezus. De kan i stor grad påvirke kostnadene for dette metallet på verdensmarkedet, som i dag er i gjennomsnitt rundt 710 USD/kg.
I Russland kan hafnium kjøpes i form av en metallplate, tråd, stang, støpegods eller pulver. I sin rene form er dette materialet ikke utbredt og brukes oftest i form av spesielle legeringer eller kjemiske forbindelser.
