hafniyumun özellikleri. Hafniyum - nadir metal hakkında her şey
(ilk elektron)
(Pauling'e göre)
| hf | 72 |
| 178,49 | |
| 4f 14 5d 2 6s 2 | |
| Hafniyum | |
Hafniyum, periyodik sistemin 72. elementi olan ağır bir refrakter gümüşi beyaz metaldir. 1923 yılında keşfedildi. D. I. Mendeleev sisteminin 6. döneminin yapısı netleştirilemediği için nadir toprak elementleri arasında hafniyum arandı. 1911'de Fransız kimyager J. Urbain, Celtium adını verdiği yeni bir element keşfettiğini duyurdu.
Aslında, iterbiyum ve lutesyum ve az miktarda hafniyumdan oluşan bir karışım aldı. Ve ancak N. Bohr, kuantum mekaniği hesaplamalarına dayanarak, son nadir toprak elementinin 71 numaralı element olduğunu gösterdikten sonra, hafniyumun bir zirkonyum analoğu olduğu anlaşıldı. Özelliklerini ve değerini tahmin eden Bohr'un bulgularına dayanarak, 1923'te Dirk Coster ve György de Hevesy, Norveç ve Grönland zirkonlarını X-ışını spektroskopisi ile sistematik olarak analiz ettiler. Zirkonun kaynayan asit çözeltileri ile liçinden sonra X-ışını kalıntılarının 72. element için Moseley yasasına göre hesaplananlarla çakışması, araştırmacıların keşfin yapıldığı şehrin onuruna hafniyum adını verdikleri bir elementin keşfini duyurmalarını sağladı. yapıldı (Hafnia, Kopenhag'ın Latince adıdır). J. Urbain, N. Coster ve D. Hevesy arasında bundan sonra başlayan öncelik tartışması uzun süre devam etti. 1949'da "hafnium" elementinin adı Uluslararası Komisyon tarafından onaylandı ve her yerde kabul edildi.
Fiş
Hafniyum kendi minerallerine sahip olmadığından ve sürekli olarak zirkonyumla ilişkilendirildiğinden, zirkonyum cevherlerinin işlenmesiyle elde edilir (burada ağırlıkça %2,5 oranında zirkonyum safsızlığı içerir). Dünyada yılda ortalama 70 ton hafniyum çıkarılmakta ve üretim hacmi zirkonyum üretim hacmi ile orantılıdır. Skandiyum minerali - tortveititin ilginç bir özelliği: zirkonyumdan çok daha fazla hafniyum içerir ve bu durum, tortveititi skandiyuma dönüştürürken ve ondan hafniyum konsantre ederken çok önemlidir.
Dünya hafniyum kaynakları
2007'de %99 hafniyum fiyatları kilogram başına ortalama 780 dolardı / infogeo.ru/metalls'e göre
Dünya hafniyum kaynakları, hafniyum dioksit açısından 1 milyon tonu biraz aşıyor. Bu kaynakların dağıtım yapısı yaklaşık olarak aşağıdaki gibidir:
Avustralya - 630 bin tondan fazla,
Güney Afrika - yaklaşık 287 bin ton,
ABD - 105 bin tonun biraz üzerinde,
Hindistan - yaklaşık 70 bin ton,
Brezilya - 9.88 bin ton.
Yabancı ülkelerdeki hafniyumun hammadde tabanının büyük çoğunluğu, kıyı deniz plaserlerinden gelen zirkon ile temsil edilmektedir.
Bağımsız uzmanlara göre Rusya ve BDT'deki hafniyum stokları çok büyük ve bu bağlamda hafniyum endüstrisinin gelişmesiyle Rusya, dünya hafniyum pazarında tartışmasız lider olmayı başardı. Bu bağlamda, Ukrayna'daki çok önemli hafniyum kaynaklarından bahsetmeye değer. Rusya ve BDT'deki ana hafniyum içeren mineraller, loparit, zirkon, baddeleyit ve nadir metal alkali granitlerle temsil edilir.
Fiziki ozellikleri
Hafniyum, yüksek bir termal nötron yakalama kesitine (yaklaşık 10² ahır) sahipken, kimyasal muadili zirkonyum, 2 kat daha küçük, yaklaşık 2×10 -1 ahır olan bir yakalama kesitine sahiptir. Bu bakımdan reaktör yakıt elemanları oluşturmak için kullanılan zirkonyumun hafniyumdan tamamen arındırılması gerekmektedir. Hafniyumun nadir doğal izotoplarından biri olan 174 Hf, zayıf alfa aktivitesi sergiler (yarı ömür 2×10 15 yıl).
Kimyasal özellikler
Tantal gibi hafniyum, yüzeyde ince bir pasif oksit filmi oluşturması nedeniyle oldukça inert bir malzemedir. Genel olarak, hafniyumun kimyasal direnci muadili olan zirkonyumdan çok daha fazladır.
Hafniyum için en iyi çözücü, hidroflorik asit (HF) veya hidroflorik ve nitrik asitlerin yanı sıra aqua regia'dır.
Yüksek sıcaklıklarda (1000 K'nin üzerinde), hafniyum havada oksitlenir ve oksijende yanar. Halojenlerle reaksiyona girer. Asitlere dayanıklılık açısından cama benzer. Zirkonyum gibi hidrofobik özelliklere sahiptir (suyla ıslanmaz).
En önemli kimyasal bileşikler
İki değerlikli hafniyum bileşikleri
- HfBr 2 Havada kendiliğinden tutuşan siyah bir katıdır. 400 °C'de hafniyum ve hafniyum tetrabromüre ayrışır. Hafniyum tribromürün vakumda ısıtılarak orantısızlaştırılmasıyla elde edildi.
- Hf(HPO 4) 2- sülfürik ve hidroflorik asitlerde çözünen beyaz çökelti. Hafniyum (II) tuzlarının çözeltilerinin fosforik asitle işlenmesiyle elde edilir.
Üç değerlikli hafniyum bileşikleri
- HfBr 3 mavi-siyah bir katıdır. 400 °C'de dibromür ve hafniyum tetrabromür ile orantısızdır. Hafniyum tetrabromürün bir hidrojen atmosferinde veya alüminyum metal ile ısıtılarak indirgenmesiyle elde edilir.
Tetravalent hafniyum bileşikleri
- HfO2- renksiz monoklinik kristaller (yoğunluk - 9,98 g / cm³) veya renksiz tetragonal kristaller (yoğunluk - 10,47 g / cm³). İkincisi 2900 °C'lik bir erime noktasına sahiptir, suda az çözünür, diyamanyetiktir, Zr02'den daha temel bir karaktere sahiptir ve katalitik özellikler sergiler. Metalik hafniyumun oksijen içinde ısıtılmasıyla veya hidroksit, dioksalat, hafniyum disülfatın kalsine edilmesiyle elde edilir.
- Hf(OH)4- perokso-hafniat oluşumu ile alkaliler ve hidrojen peroksit ilavesiyle çözünen beyaz bir çökelti. Isıtıldığında tetravalent hafniyum tuzlarının derin hidrolizi veya hafniyum (IV) tuzlarının çözeltilerinin alkalilerle işlenmesiyle elde edilir.
- HFF 4- renksiz kristaller. t pl 1025 ° C, yoğunluk - 7,13 g / cm³. Suda çözünebilir. Bileşik (NH 4) 2'nin 300 °C'de bir nitrojen akışında termal ayrışmasıyla elde edildi.
- HfCI 4— 317 °C'de süblimleşen beyaz toz. pl 432 °C. Klorun metalik hafniyum, hafniyum karbür veya hafniyum(II) oksidin odun kömürü ile karışımı üzerindeki etkisiyle elde edilir.
- HfBr 4- renksiz kristaller. 322°C'de süblime edildi. pl 420 °C. 500 ° C'ye ısıtılmış bir hafniyum oksit karışımı üzerindeki brom buharının etkisiyle elde edilir. (II) kömür ile.
- HFI 4- sarı kristaller. 427°C'de süblimleşir ve 1400°C'de termal olarak ayrışır. Hafniyumun 300 °C'de iyot ile etkileşimi ile elde edilir.
Başvuru
Metalik hafniyumun ana uygulama alanları, havacılık teknolojisi, nükleer endüstri ve özel optikler için alaşımların üretimidir.
- Nükleer teknoloji, hafniyumun nötronları yakalama yeteneğini kullanır ve nükleer endüstrideki kullanımı, kontrol çubukları, özel seramikler ve cam (oksit, karbür, borür, oksokarbid, disprosyum hafnat, lityum hafnat) üretimidir. Hafniyum diboridin bir özelliği ve avantajı borun "tükenmesi" sırasında çok küçük bir gaz çıkışıdır (helyum, hidrojen).
- Hafniyum oksit, termal kararlılığı (mp 2780 °C) ve çok yüksek kırılma indeksi nedeniyle optikte kullanılır. Hafniyum tüketiminin önemli bir alanı, fiber optik ürünler için özel cam sınıflarının yanı sıra özellikle yüksek kaliteli optik ürünler, gece görüş cihazları, termal kameralar dahil olmak üzere ayna kaplamaları elde etmektir. Hafniyum florür benzer bir kapsama sahiptir.
- Hafniyum karbür ve borür (en 3250 °C), aşınmaya son derece dayanıklı kaplamalar olarak ve süper sert alaşımların üretiminde kullanılır. Ayrıca hafniyum karbür en refrakter bileşiklerden biridir (mp 3890 °C) ve uzay roketi memelerinin ve gaz fazlı nükleer jet motorlarının bazı yapısal elemanlarının üretiminde kullanılır.
- Hafniyum, nispeten düşük bir elektron iş fonksiyonu (3.53 eV) ile ayırt edilir ve bu nedenle, yüksek güçlü radyo tüpleri ve elektron tabancaları için katot yapmak için kullanılır. Aynı zamanda bu kalite, yüksek erime noktasıyla birlikte, hafniyumun argonda metallerin kaynağı için elektrotların ve özellikle karbon dioksitte yumuşak çeliğin kaynağı için elektrotların (katotlar) üretiminde kullanılmasını mümkün kılar. Bu tür elektrotların karbon dioksit içindeki stabilitesi, tungsten elektrotlardan 3,7 kat daha fazladır. Baryum hafnat, düşük iş fonksiyonlu verimli katotlar olarak da kullanılır.
- İnce gözenekli bir seramik ürün biçimindeki hafniyum karbür, sezyum-133 buharının yüzeyinden vakumda buharlaşması koşuluyla son derece verimli bir elektron toplayıcı görevi görebilir, bu durumda elektronların iş fonksiyonu 0,1-0,12 eV'nin altına düşer. ve bu etki, yüksek verimli termiyonik elektrik jeneratörlerinin ve güçlü iyon motorlarının parçalarının oluşturulmasında kullanılabilir.
- Hafniyum ve nikel diborid bazlı, aşınmaya karşı oldukça dirençli ve sert bir kompozit kaplama geliştirilmiş ve uzun süredir kullanılmaktadır.
- Tantal-tungsten-hafniyum alaşımları, gaz fazlı nükleer roket motorlarında yakıt beslemesi için en iyi alaşımlardır.
- Hafniyum ile alaşımlanmış titanyum alaşımları gemi yapımında (deniz motoru parçalarının imalatında) kullanılır ve nikelin hafniyum ile alaşımlanması sadece mukavemetini ve korozyon direncini arttırmakla kalmaz, aynı zamanda kaynaklanabilirliği ve kaynakların mukavemetini de önemli ölçüde geliştirir.
- Tantala hafniyum eklenmesi, havadaki oksidasyona karşı direncini keskin bir şekilde artırır (ısı direnci -% 0,4), saf hafniyuma kıyasla 9 kat daha uzun hizmet ömrü gösterdi. erime sıcaklığı 180 derece daha arttırılabilir (X-ışını işlemcileri) ve bu etki güvenli (radyoaktif olmayan) nükleer silahlar tasarlamak için kullanılabilir. 1 gram hafniyum-178m2'nin açığa çıkardığı enerji kabaca 50 kg TNT'ye karşılık gelir. Yarı kararlı hafniyum izomeri, kompakt lazerleri savaş amaçlarıyla "pompalamak" için kullanılabilir (hafniyum atomlarının bazılarının 178m2 Hf ile değiştirilmesi, lazer kristalinin bir bileşeni olarak hafniyum oksit kullanılarak enerji kaynağı ve yayıcının birleştirilmesini mümkün kılar) .
Bu nükleer izotopun barışçıl kullanımı, radyasyon dozunun ayarlanmasına izin veren güçlü bir gama ışını kaynağı (defektoskopi), ulaşım için bir enerji kaynağı, çok kapasiteli bir enerji toplayıcı (1 kilogram yaklaşık olarak) olarak kullanılabilmesi açısından ilginçtir. 4,35 ton benzine eşdeğer).
Hafniyum-178m2'nin kullanımıyla ilgili temel sorun, bu nükleer izomeri üretmenin zorluğudur. Aynı zamanda, bir nükleer santralin (hafniyum çubuklarını emmek için harcanan) ortak bir ürünüdür (atığı). Reaktör kontrolü için hafniyum kullanımı arttıkça, sözde "hafniyum döngüsü"nden yararlanma ve hafniyum sektörünün genişlemesi artacaktır. İzomer, gelişmiş bir nükleer endüstriye sahip ülkelerde biriktiğinden, "hafniyum enerjisi" oluşumu da meydana gelecektir.
1998'den 2004'e kadar DARPA ajansı, 178m2 Hf izomerine dayalı sözde "hafniyum bombası"nın geliştirilmesiyle uğraştı. Bununla birlikte, yüksek güçlü X-ışını kaynaklarının kullanılması bile indüklenmiş bozulmanın etkisini tespit etmeyi mümkün kılmadı. 2005 yılında, mevcut teknolojiler kullanılarak hafniyum-178m2 çekirdeğinden fazla enerjinin salınmasının mümkün olmadığı gösterildi.
Yerkabuğu sadece dört gram hafniyum içerir. Bunu elde etmenin tek yolu zirkonyum cevheri ve diğer bazı mineralleri işlemek. Sıradan zirkonlar yüzde 4'e kadar hafniyum oksit içerir. Bu nadir metali çıkarmak için zirkonlar kaynayan asitlerde çözülür.
madencilik
Hafniyum bakımından en zengin ülke Avustralya'dır. Bu metalin 600 tondan fazlası burada yoğunlaşmıştır. Gezegendeki toplam hafniyum rezervinin 1000 ton olduğu tahmin ediliyor. Rusya'da da çok fazla hafniyum var - granit, baddeleyit, loparit vb. Minerallerde bulunur.
Özellikler
Dıştan, hafniyum gümüşi bir parlaklığa sahip parlak bir metal gibi görünür. Hafniyum çok dirençlidir ve termal nötronları yakalama konusunda yüksek bir yeteneğe sahiptir.
Hafniyum kimyasal olarak oldukça inerttir. Yüzeyinde, onu agresif ortamların etkisinden koruyan bir oksit film oluşur. Hepsinden iyisi, hafniyum güçlü asitlerde - nitrik, hidroflorik ve aqua regia - çözünür.
Başvuru
Hafniyum pratik olarak ev aletlerinde kullanılmaz. Hafniyum alaşımlarına dayalı ağır hizmet kalıcı mıknatıslar bulmak çok nadirdir. Ancak Intel Penryn serisi mikroişlemciler üzerinde çalışan bilgisayar sahipleri, ellerinde hafniyum tutma olanağına sahiptir. Bu tür işlemciler, örneğin Intel Core 2 Duo ailesini içerir. Dielektrik olarak hafniyum bileşiklerini kullanırlar.
Hafniyum, yüksek güçlü radyo tüplerinin imalatında, roket motorları için nozulların imalatında ve nükleer reaktör parçalarının imalatında geniş bir uygulama bulmuştur. Hafniyum oksit çok yüksek bir erime noktasına ve iyi bir kırılma indeksine sahiptir - gece görüş cihazları, fiber optik ağlar ve termal kameralar için tasarlanmış özel cam sınıfları yapmak için kullanılır.
Tantal karbürü hafniyum karbürle birleştirirseniz, dünyadaki en refrakter alaşımı elde edersiniz. Erime noktası 4200 derecenin üzerindedir. Hafniyum, aşınmaya dayanıklı kompozit kaplamalar, argon kaynağı için elektrotlar ve X-ışını aynaları için yansıtıcı kaplamalar yapmak için kullanılır.
Hafniyumun başka bir ilginç uygulaması üzerinde duralım. 178m2 olarak adlandırılan bir hafniyum izotopu o kadar fazla enerji içerir ki, X-ışınlarına maruz kaldığında onu patlayarak serbest bırakabilir. Aynı zamanda bir gram hafniyum-178m2'den 50 kilogram TNT'nin patlamasında açığa çıkan enerji kadar enerji açığa çıkar.
Hafniyum, zirkonyum minerali çalışmasında X-ışını spektral analizi kullanılarak 20. yüzyılın ilk yarısında keşfedildi. Hafniyumun varlığı, Rus kimyager D.I. 1870 yılında Mendeleev ve özellikleri - Danimarkalı fizikçi Niels Bohr tarafından. Periyodik yasaya göre yeni element titanyum ve zirkonyumun bir analoğu olmalıydı ve zirkonyum ve titanyum minerallerinde bulundu. Hafniyum Danimarka topraklarında keşfedildiğinden, adını bu ülkenin eski başkenti Hafnia'dan almıştır.
Hafniyum ağır, dayanıklı, gümüşi beyaz bir metaldir., soğuk işlem sırasında iyi deforme olur ve aynı zamanda sertleşir. Hafniyumun mekanik özellikleri, işleme sırasında gazları emme kabiliyetinden etkilenir. Böyle bir metal ısıtıldığında, emilen gazlar onunla kimyasal reaksiyona girer ve elektriksel özelliklerini büyük ölçüde değiştirerek elektrik direncini arttırır ve elektrik direncinin sıcaklık katsayısını azaltır, kompakt hafniyum havada ısıtıldığında bir filmle kaplanır. daha sonra metal gövdeye nüfuz eden oksitlerin. Oksijende ısıtılan hafniyum, göz kamaştırıcı beyaz bir renkle yanar. Nitrojen, hafniyum ile oksijen gibi reaksiyona girer, ancak hafniyum nitrürler 1000°C'nin üzerindeki sıcaklıklarda kararsızdır. 300 - 1000°C sıcaklık aralığındaki hidrojen, 1500°C'nin üzerindeki sıcaklıklarda tamamen ayrışan HfH2 hidrit oluşturur. Bu safsızlık hafniyumu kırılgan hale getirir. Hafniyum, herhangi bir konsantrasyonda ve herhangi bir sıcaklıkta hidroklorik ve nitrik asitlerin etkisine karşı çok dirençlidir. Soda ve potas çözeltilerinin hafniyum üzerinde etkisi yoktur.
Hafniyum, 100°C'de kral suyu, ıslak klor, demir triklorür ve %60 konsantrasyonlu sülfürik asit çözeltilerinin etkisine karşı direnç açısından tantamdan daha düşüktür.
Zirkonyumun kimyasal ikizi olan hafniyum, nötronlarla ilgili olarak ondan keskin bir şekilde farklıdır. Saf zirkonyum nötronları serbestçe geçerse, hafniyum onlar için aşılmaz bir engel haline gelir.
Hafniyum ve zirkonyumun kimyasal özelliklerinin benzerliği ve bununla bağlantılı olarak ayrılmalarının zorluğu, hafniyum ve zirkonyum iyonlarının yarıçaplarının neredeyse eşit olmasından kaynaklanmaktadır.
Doğada gümüşten 25 kat, altından 1000 kat daha fazla hafniyum atomu vardır, ancak doğada son derece dağılmış haldedir ve endüstriyel işlemeye uygun yataklar dünya üzerinde çok az yerde bulunur. Hafniyumun doğal bileşiklerden ekstraksiyonu ve izolasyonundaki zorluklar, pratik kullanımının sınırlandırılmasının nedenidir.
ALMA.
Hafniyum elde etmenin ana kaynağı, bazı modifikasyonlarda hafniyum oksit içeriği% 2'ye ulaşan zirkonyum konsantreleridir. Hafniyum ve zirkonyumun radyoaktivitesindeki farklılık nedeniyle, zirkonyumun radyoaktivite derecesi, mineralde bulunan hafniyum miktarının bir göstergesi olabilir. Kimyasal özellikleri birbirine çok benzeyen hafniyum ve zirkonyumun ayrımı, zirkon konsantrelerinin açılmasından sonra elde edilen çözeltilerin fraksiyonel kristalleştirilmesi ile gerçekleştirilir ve hafniyum tuzları bu işleme tabi tutulur. Hafniyum, demir ve niyobyum içeren ana likörlerde konsantre edilir, bunun çıkarılmasından sonra hafniyum florür sülfata dönüştürülür, Hf02'yi izole etmek için kalsine edilir ve potasyum sülfat tuzu süzme yoluyla çıkarılır. Saf hafniyum iyodür yöntemiyle elde edilir. Metalik hafniyum elde etme yöntemleri zirkonyum ile aynıdır..
BAŞVURU.
Hafniyum bileşikleri, metalik hafniyumun erime noktasından daha yüksek sıcaklıklarda erir. Örneğin, hafniyum oksit 2800°C'de, hafniyum borür - 3250°C'de, hafniyum nitrür - 3310°C'de, hafniyum karbür - 3890°C'de erir. Bu nedenle, bu bileşikler ve özellikle hafniyum nitrür, ısıya dayanıklı alaşımların, yüksek sıcaklık refrakterlerinin temelini oluşturur. Bu bileşikler ayrıca bolometreler, dirençler, termal katotlar ve flüoresan lambalar için malzemelerin üretimi için katı malzemelerin, radyo ve elektrik alaşımlarının temelini oluşturur. Aynı özellikler, hafniyum ve bileşiklerinin elektrik lambalarında filaman üretimi için kullanılmasını mümkün kılar.
Nükleer reaktörlerde hafniyumun zirkonyum ile birlikte kullanılması daha az önemli değildi. Saf zirkonyum nötronları serbestçe geçirir, hafniyum onları geciktirir. Bu nedenle, nükleer yakıtlı çubukların üretimi için ortak kullanım, başarılı bir simbiyozdur - nükleer yakıtlı çubuklar için "giysi" olarak zirkonyum, bir nötron moderatörü ve soğurucu olarak hafniyum.
Hafniyum, zirkonyum gibi, kimyasal aparat yapımında korozyona dayanıklı bir malzeme olarak kullanılır.
Hafniyum, bazı alkali ve toprak alkali malzemeleri onlarla reaksiyona girerek oksitlerinden uzaklaştırarak üretmek için kullanılır.
Hafniyum oksitler cam ve seramik endüstrilerinde, refrakter malzemelerin üretiminde kullanılmaktadır.
Hafniyum ile aynı özelliklere sahip olan zirkonyuma göre maliyetinin yüksek olması nedeniyle zirkonyuma göre çok daha az kullanılmaktadır.
J/(Kmol)
altıgen
A=3.196 nm; C=5.051 deniz mili
(300 K) 23,0 W/(mK)
| 72 | |
| 4f 14 5d 2 6s 2 | |
Hafniyum- D. I. Mendeleev'in periyodik sisteminin uzun dönem formunun 4. grubunun kimyasal elementi (periyodik sistemin kısa biçimine göre - grup IV'ün bir yan alt grubu), altıncı dönem, atom numarası 72. Bu Hf (lat. Hafnium) sembolü ile gösterilir. Basit bir madde, ağır bir refrakter gümüşi beyaz metaldir.
Keşif tarihi ve ismin kökeni
D. I. Mendeleev sisteminin 6. döneminin yapısı netleştirilemediği için nadir toprak elementleri arasında hafniyum arandı. 1911'de Fransız kimyager J. Urbain, Celtium adını verdiği yeni bir element keşfettiğini duyurdu. Gerçekte iterbiyum, lutesyum ve az miktarda hafniyumdan oluşan bir karışım elde etti. Ve ancak N. Bohr, kuantum mekaniği hesaplamalarına dayanarak, son nadir toprak elementinin 71 numaralı element olduğunu gösterdikten sonra, hafniyumun bir zirkonyum analoğu olduğu anlaşıldı.
Özelliklerini ve değerini tahmin eden Bohr'un bulgularına dayanarak, 1923'te Dirk Coster ve György de Hevesy, Norveç ve Grönland zirkonlarını X-ışını spektroskopisi ile sistematik olarak analiz ettiler. Zirkonun kaynayan asit çözeltileri ile liçinden sonra X-ışını kalıntılarının 72. element için Moseley yasasına göre hesaplananlarla çakışması, araştırmacıların hafniyum adını verdikleri elementin keşfedildiğini şehrin onuruna ilan etmelerini sağladı. keşif yapıldı (lat. hafniya Kopenhag'ın Latince adı. J. Urbain, N. Coster ve D. Hevesy arasında bundan sonra başlayan öncelik tartışması uzun süre devam etti. 1949'da "hafnium" elementinin adı Uluslararası Komisyon tarafından onaylandı ve her yerde kabul edildi.
Fiş
Yerkabuğundaki ortalama hafniyum içeriği yaklaşık 4 g/t'dir. Hafniyumda kendi minerallerinin bulunmaması ve zirkonyum ile sürekli birlikteliği nedeniyle, ağırlıkça %2,5 oranında zirkonyum (zirkon %4 HfO 2, baddeleyit - 4 içerir) içerdiği zirkonyum cevherlerinin işlenmesiyle elde edilir. -%6 HfO2). Dünyada yılda ortalama 70 ton hafniyum çıkarılmakta ve üretim hacmi zirkonyum üretim hacmi ile orantılıdır. Skandiyum mineralinin ilginç bir özelliği tortveitittir: zirkonyumdan çok daha fazla hafniyum içerir ve bu durum, tortveititin skandiyuma dönüştürülmesi ve ondan hafniyumun konsantre edilmesi sırasında çok önemlidir.
Dünya hafniyum kaynakları
2007'de %99 hafniyum fiyatları kilogram başına ortalama 780 dolardı (infogeo.ru'ya göre)
Dünya hafniyum kaynakları, hafniyum dioksit açısından 1 milyon tonu biraz aşıyor. Bu kaynakların dağıtım yapısı yaklaşık olarak aşağıdaki gibidir:
- Avustralya - 630 bin tondan fazla,
- Güney Afrika - yaklaşık 287 bin ton,
- ABD - 105 bin tonun biraz üzerinde,
- Hindistan - yaklaşık 70 bin ton,
- Brezilya - 9.88 bin ton.
Yabancı ülkelerdeki hafniyumun hammadde tabanının büyük çoğunluğu, kıyı deniz plaserlerinden gelen zirkon ile temsil edilmektedir.
Fiziki ozellikleri
Hafniyum parlak, gümüşi beyaz bir metaldir, serttir ve refrakterdir. İnce dağılmış halde koyu gri, siyaha yakın bir renge sahiptir; mat Normal koşullar altında yoğunluk - 13.31 g / cm3. Erime noktası 2506 (2233 °C), 4876'da (4603 °C) kaynar.
Kimyasal özellikler
Hafniyum için en iyi çözücü, hidroflorik asit (HF) veya hidroflorik ve nitrik asitlerin bir karışımı ve kral suyudur.
Yüksek sıcaklıklarda (1000'in üzerinde) hafniyum havada oksitlenir ve oksijende yanar. Halojenlerle reaksiyona girer. Asitlere dayanıklılık açısından cama benzer. Tıpkı zirkonyum gibi hidrofobik özelliği vardır (su ile ıslanmaz).
En önemli kimyasal bileşikler
İki değerlikli hafniyum bileşikleri
- HfBr 2, hafniyum dibromür havada kendiliğinden tutuşan siyah bir katıdır. 400 °C'de hafniyum ve hafniyum tetrabromüre ayrışır. Hafniyum tribromürün vakumda ısıtılarak orantısızlaştırılmasıyla elde edildi.
Üç değerlikli hafniyum bileşikleri
- HfBr3, hafniyum tribromür siyah-mavi bir katıdır. 400 °C'de dibromür ve hafniyum tetrabromür ile orantısızdır. Hafniyum tetrabromürün bir hidrojen atmosferinde veya alüminyum metal ile ısıtılarak indirgenmesiyle elde edilir.
Tetravalent hafniyum bileşikleri
- Hf02 , hafniyum dioksit - renksiz monoklinik kristaller (yoğunluk - 9.98 g / cm³) veya renksiz tetragonal kristaller (yoğunluk - 10.47 g / cm³). İkincisi var T mp 2900 °C, suda az çözünür, diyamanyetik, ZrO 2'den daha bazik ve katalitik özellikler gösterir. Metalik hafniyumun oksijen içinde ısıtılmasıyla veya hafniyum hidroksit, dioksalat, hafniyum disülfatın kalsine edilmesiyle elde edilir.
- Hf (OH) 4, hafniyum hidroksit - perokso-hafniatlar oluşturmak için alkaliler ve hidrojen peroksit ilavesiyle çözünen beyaz bir çökelti. Isıtıldığında tetravalent hafniyum tuzlarının derin hidrolizi veya hafniyum (IV) tuzlarının çözeltilerinin alkalilerle işlenmesiyle elde edilir.
- HfF 4 , hafniyum tetraflorür - renksiz kristaller. T pl 1025 ° C, yoğunluk - 7,13 g / cm³. Suda çözünebilir. Bileşik (NH 4) 2'nin 300 °C'de bir nitrojen akışında termal ayrışmasıyla elde edildi.
- HfCl4 , hafniyum tetraklorür - 317 °C'de süblimleşen beyaz toz. T pl 432 °C. Klorun metalik hafniyum, hafniyum karbür veya hafniyum(II) oksidin odun kömürü ile karışımı üzerindeki etkisiyle elde edilir.
- HfBr 4 , hafniyum tetrabromür - renksiz kristaller. 322°C'de süblime edildi. T pl 420 °C. Brom buharının hafniyum(II) oksit ve 500 °C'ye ısıtılmış kömür karışımı üzerindeki etkisiyle elde edilir.
- HfI4 , hafniyum tetraiyodür - sarı kristaller. 427°C'de süblimleşir ve 1400°C'de termal olarak ayrışır. Hafniyumun 300 °C'de iyot ile etkileşimi ile elde edilir.
- Hf (HPO 4) 2, hafniyum hidrojen fosfat - sülfürik ve hidroflorik asitlerde çözünen beyaz bir çökelti. Hafniyum(IV) tuzlarının çözeltilerinin fosforik asitle işlenmesiyle elde edilir.
Başvuru
Metalik hafniyumun ana uygulama alanları, havacılık teknolojisi, nükleer endüstri ve özel optikler için alaşımların üretimidir.
- Nükleer mühendislik, hafniyumun nötronları yakalama yeteneğinden yararlanır ve nükleer endüstrideki uygulamaları, kontrol çubukları, özel seramikler ve cam (oksit, karbür, borür, oksokarbid, disprosyum hafnat, lityum hafnat) üretimidir. Hafniyum diboridin bir özelliği ve avantajı borun "tükenmesi" sırasında çok küçük bir gaz çıkışıdır (helyum, hidrojen).
- Hafniyum oksit, termal kararlılığı (mp 2780 °C) ve çok yüksek kırılma indeksi nedeniyle optikte kullanılır. Hafniyum tüketiminin önemli bir alanı, fiber optik ürünler için özel cam sınıflarının yanı sıra özellikle yüksek kaliteli optik ürünler, gece görüş cihazları, termal kameralar dahil olmak üzere ayna kaplamaları elde etmektir. Hafniyum florür benzer bir kapsama sahiptir.
- Hafniyum karbür ve borür (en. 3250 °C), aşınmaya son derece dayanıklı kaplamalar olarak ve süper sert alaşımların üretiminde kullanılır. Ek olarak, hafniyum karbür en dirençli bileşiklerden biridir (mp 3960 ° C) ve uzay roketi nozüllerinin ve gaz fazlı nükleer jet motorlarının bazı yapısal elemanlarının imalatında kullanılır.
- Hafniyum, nispeten düşük bir elektron iş fonksiyonu (3.53 eV) ile ayırt edilir ve bu nedenle, yüksek güçlü radyo tüpleri ve elektron tabancaları için katot yapmak için kullanılır. Aynı zamanda bu kalite, yüksek erime noktasıyla birlikte, hafniyumun argonda metallerin kaynağı için elektrotların ve özellikle karbon dioksitte yumuşak çeliğin kaynağı için elektrotların (katotlar) üretiminde kullanılmasını mümkün kılar. Bu tür elektrotların karbon dioksit içindeki stabilitesi, tungsten elektrotlardan 3,7 kat daha fazladır. Baryum hafnat, düşük iş fonksiyonlu verimli katotlar olarak da kullanılır.
- İnce gözenekli bir seramik ürün biçimindeki hafniyum karbür, sezyum-133 buharının yüzeyinden vakumda buharlaşması koşuluyla son derece verimli bir elektron toplayıcı görevi görebilir, bu durumda elektronların iş fonksiyonu 0,1-0,12 eV'nin altına düşer. ve bu etki, oldukça verimli termiyonik elektrik jeneratörleri ve güçlü iyon motorlarının parçalarını oluşturmak için kullanılabilir.
- Hafniyum ve nikel diborid bazlı, aşınmaya karşı oldukça dirençli ve sert bir kompozit kaplama geliştirilmiştir ve uzun süredir kullanılmaktadır.
- Tantal-tungsten-hafniyum alaşımları, gaz fazlı nükleer roket motorlarında yakıt dağıtımı için en iyi alaşımlardır.
- Hafniyum ile alaşımlanmış titanyum alaşımları gemi yapımında (deniz motoru parçalarının imalatında) kullanılır ve nikelin hafniyum ile alaşımlanması sadece mukavemetini ve korozyon direncini arttırmakla kalmaz, aynı zamanda kaynaklanabilirliği ve kaynakların mukavemetini de önemli ölçüde geliştirir.
- Tantal hafniyum karbür. Tantala hafniyum eklenmesi, yüzeyde yoğun ve geçirimsiz bir karmaşık oksit filmi oluşması nedeniyle hava oksidasyonuna karşı direncini (ısı direnci) keskin bir şekilde artırır ve her şeyden önce, bu oksit filmi ısı değişikliklerine (termal) karşı çok dirençlidir. şok). Bu özellikler, roket teknolojisi için çok önemli alaşımların (nozullar, gaz dümenleri) oluşturulmasını mümkün kıldı. Roket nozulları için en iyi hafniyum ve tantal alaşımlarından biri %20'ye kadar hafniyum içerir. Metallerin hava-plazma ve oksijen-alevle kesilmesi için elektrotların üretimi için hafniyum-tantal alaşımı kullanıldığında büyük ekonomik etkiye de dikkat edilmelidir. Böyle bir alaşımın (hafniyum - %77, tantal - %20, tungsten - %2, gümüş - %0,5, sezyum - %0,1, krom - %0,4) kullanım deneyimi, saf hafniyuma kıyasla 9 kat daha uzun hizmet ömrü gösterdi. .
- Hafniyum ile alaşımlama, türbin yapımında, petrol, kimya ve gıda endüstrilerinde çok önemli olan birçok kobalt alaşımını keskin bir şekilde güçlendirir.
- Hafniyum, nadir toprak elementlerine (özellikle terbiyum ve samaryuma dayalı) dayalı ağır hizmet kalıcı mıknatıslar için bazı alaşımlarda kullanılır.
- Hafniyum karbür (HfC, %20) ve tantal karbürden (TaC, %80) oluşan bir alaşım, en dirençli alaşımdır (en. 4216 °C). Ek olarak, bu alaşımı az miktarda titanyum karbür ile alaşımlandırırken erime noktasının 180 derece daha artırılabileceğine dair ayrı göstergeler vardır.
- Alüminyuma %1 hafniyum katılarak metal tane boyutu 40-50 nm olan ağır hizmet tipi alüminyum alaşımları elde edilir. Bu sadece alaşımı güçlendirmekle kalmaz, aynı zamanda önemli bir bağıl uzama sağlar ve kesme ve burulmada nihai mukavemeti arttırır ve ayrıca titreşim direncini geliştirir.
- Hafniyum okside dayalı yüksek geçirgenliğe sahip dielektrikler, önümüzdeki on yılda mikroelektronikte geleneksel silikon oksidin yerini alacak ve çiplerde çok daha yüksek element yoğunluklarının elde edilmesini sağlayacak. 2007'den beri 45 nm Intel Penryn işlemcilerde hafniyum dioksit kullanılmaktadır. Ayrıca hafniyum silisit, elektronikte yüksek geçirgenliğe sahip bir dielektrik olarak kullanılır. Hafniyum ve skandiyum alaşımları, mikroelektronikte özel özelliklere sahip dirençli filmler elde etmek için kullanılır.
- Hafniyum, yüksek kaliteli çok katmanlı X-ışını aynaları üretmek için kullanılır.
Umut verici uygulama alanları
| D. I. Mendeleev'in kimyasal elementlerinin periyodik sistemi | ||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| hf | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| uut | ||||||||||||||||||||||||||||||||
Hafniyum'u karakterize eden bir alıntı
Onu neredeyse çocukken tanıdığı ve ardından Prens Andrei'nin gelini ile aynıydı. Gözlerinde neşeli, sorgulayıcı bir parıltı parladı; yüzünde sevecen ve garip bir şekilde yaramaz bir ifade vardı.Pierre yemek yerdi ve bütün akşam dışarıda otururdu; ama Prenses Mary Vespers'a gidiyordu ve Pierre onlarla birlikte ayrıldı.
Ertesi gün, Pierre erken geldi, yemek yedi ve bütün akşam oturdu. Prenses Mary ve Natasha'nın misafir ağırlamaktan açıkça memnun olmalarına rağmen; Pierre'in hayatına olan tüm ilginin artık bu evde yoğunlaşmasına rağmen, akşama kadar her şeyi konuşmuşlardı ve konuşma sürekli olarak önemsiz bir konudan diğerine geçiyor ve sık sık kesintiye uğruyordu. Pierre o akşam o kadar geç oturdu ki, Prenses Mary ve Natasha, onun yakında gitmesini bekledikleri açık bir şekilde birbirlerine baktılar. Pierre bunu gördü ve ayrılamadı. Onun için zorlaştı, tuhaflaştı ama kalkıp gidemediği için oturmaya devam etti.
Bunun sonunu öngörmeyen Prenses Mary ilk ayağa kalktı ve migrenden şikayet ederek vedalaşmaya başladı.
- Yani yarın Petersburg'a gidiyorsun? dedi.
"Hayır, gitmiyorum," dedi Pierre aceleyle, şaşkınlıkla ve sanki gücenmiş gibi. - Hayır, Petersburg'a mı? Yarın; Sadece hoşçakal demiyorum. Komisyon arayacağım ”dedi, Prenses Marya'nın önünde durarak, kızardı ve ayrılmadı.
Natasha ona elini verdi ve gitti. Prenses Mary ise tam tersine, ayrılmak yerine bir koltuğa çöktü ve parlak, derin bakışlarıyla sert ve dikkatli bir şekilde Pierre'e baktı. Belli ki daha önce gösterdiği yorgunluk şimdi tamamen gitmişti. Sanki kendini uzun bir sohbete hazırlıyormuş gibi ağır ve uzun bir iç çekti.
Natasha çıkarıldığında Pierre'in tüm utancı ve beceriksizliği anında ortadan kayboldu ve yerini heyecanlı bir animasyon aldı. Sandalyeyi hızla Prenses Marya'ya çok yaklaştırdı.
"Evet, sana söylemek istedim," dedi, sanki kelimelerle, onun bakışına cevap vererek. "Prenses, bana yardım et. Ne yapmalıyım? Umut edebilir miyim? Prenses, dostum, beni dinle. Her şeyi biliyorum. Buna değmediğimi biliyorum; Şimdi bunun hakkında konuşmanın imkansız olduğunu biliyorum. Ama ben onun kardeşi olmak istiyorum. Hayır, istemiyorum... Yapamam...
Durdu ve elleriyle yüzünü ve gözlerini ovuşturdu.
"Eh, işte burada," diye devam etti, görünüşe göre kendi kendine tutarlı bir şekilde konuşmaya çalışıyordu. Onu ne zamandan beri sevdiğimi bilmiyorum. Ama ben onu hayatım boyunca bir başıma, bir başıma sevdim ve o kadar çok seviyorum ki onsuz bir hayat düşünemiyorum. Şimdi elini istemeye cesaret edemiyorum; ama belki onun benim olabileceği ve bu fırsatı kaçıracağım düşüncesi ... fırsatı ... korkunç. Söyle bana, umut edebilir miyim? Bana ne yapmam gerektiğini söyle? Sevgili prenses," dedi bir duraklamanın ardından ve cevap vermeyince onun eline dokunarak.
Prenses Mary, "Bana söylediklerini düşünüyorum," diye yanıtladı. "Ne olduğunu sana söyleyeyim. Haklısın, şimdi ona aşktan ne bahsedelim... -Prenses durdu. Şunu söylemek istedi: artık aşktan bahsetmesi imkansız; ama durdu, çünkü üçüncü gün aniden değişen Natasha'dan, Pierre ona sevgisini ifade ederse Natasha'nın gücenmeyeceğini, aynı zamanda sadece bunu istediğini gördü.
Prenses Marya yine de, "Ona şimdi söylemek imkansız," dedi.
Ama ben ne yapacağım?
Prenses Mary, "Onu bana ver," dedi. - Biliyorum…
Pierre, Prenses Mary'nin gözlerine baktı.
"Peki, peki..." dedi.
"Onun sevdiğini biliyorum... seni sevecek," diye düzeltti Prenses Mary.
Pierre bu sözleri söylemeye fırsat bulamadan ayağa fırladı ve korkmuş bir yüzle Prenses Mary'yi elinden tuttu.
- Neden düşünüyorsun? Umut edebileceğimi mi sanıyorsun? Sence?!
"Evet, sanırım öyle," dedi Prenses Mary gülümseyerek. - Ailene yaz. Ve bana emanet et. Yapabildiğim zaman ona söyleyeceğim. Bunu diliyorum. Ve kalbim öyle olacağını hissediyor.
- Hayır, olamaz! Ne kadar mutluyum! Ama olamaz... Ne mutlu bana! Hayır olamaz! - dedi Pierre, Prenses Mary'nin ellerini öperek.
- St. Petersburg'a gidiyorsunuz; daha iyi. Sana yazacağım, dedi.
- Petersburg'a mı? Sürmek? Tamam, evet, gidelim. Ama yarın sana gelebilir miyim?
Ertesi gün Pierre vedalaşmaya geldi. Natasha eski günlere göre daha az canlıydı; ama o gün, bazen gözlerinin içine bakan Pierre, ortadan kaybolduğunu, artık ne kendisinin ne de onun olmadığını hissetti, ama bir mutluluk duygusu vardı. "Gerçekten mi? Hayır, olamaz,” dedi, ruhunu neşeyle dolduran her bakışına, jestine, sözüne kendi kendine.
Ona veda ederken ince, ince elini tuttuğunda, istemeden kendi elinde biraz daha tuttu.
“Bu el, bu yüz, bu gözler, bana yabancı olan tüm bu kadınsı cazibe hazinesi, bunların hepsi sonsuza kadar benim, tanıdık, kendim için olduğum gibi benim olacak mı? Hayır, İmkansız!.."
Yüksek sesle, "Elveda, Kont," dedi. "Seni çok bekliyor olacağım," diye ekledi fısıltıyla.
Ve bu basit sözler, onlara eşlik eden bakış ve yüz ifadesi, iki ay boyunca Pierre'in tükenmez anılarına, açıklamalarına ve mutlu rüyalarına konu oldu. “Seni çok bekliyor olacağım ... Evet, evet, dediği gibi mi? Evet, seni bekliyor olacağım. Ah, ne kadar mutluyum! Bu ne, ne kadar mutluyum!” Pierre kendi kendine dedi.
Pierre'in ruhunda, Helen'le flörtü sırasında benzer koşullarda başına gelenlere artık benzer bir şey olmadı.
O zamanki gibi, acı bir utançla söylediği sözleri tekrarlamadı, kendi kendine: “Ah, bunu neden söylemedim ve neden, o zaman neden “je vous aime” dedim? ” [Seni seviyorum] Şimdi ise tam tersine, onun her sözünü, kendine ait, yüzünün tüm detaylarıyla, gülümsemesiyle hayalinde tekrarladı ve hiçbir şey çıkarmak ya da eklemek istemedi: sadece tekrarlamak istedi. Yaptığı şeyin iyi mi yoksa kötü mü olduğuna artık şüphe yoktu, artık gölge yoktu. Bazen aklından sadece korkunç bir şüphe geçiyordu. Hepsi bir rüyada mı? Prenses Mary yanılmış mıydı? Çok gururlu ve kibirli miyim? İnanıyorum; ve aniden, olması gerektiği gibi, Prenses Marya ona söyleyecek ve gülümseyip cevap verecek: “Ne kadar tuhaf! Haklıydı, yanlıştı. Onun bir erkek olduğunu bilmiyor mu, sadece bir erkek ve ben? .. Ben tamamen farklıyım, daha yüksek.
Sadece bu şüphe Pierre'e sık sık geldi. O da herhangi bir plan yapmadı. Ona o kadar inanılmaz derecede yaklaşan bir mutluluk gibi görünüyordu ki, bu olur olmaz hiçbir şey daha ileri gidemezdi. Her şey sona erdi.
Pierre'in kendini yetersiz gördüğü neşeli, beklenmedik bir delilik onu ele geçirdi. Hayatın tüm anlamı, yalnızca kendisi için değil, tüm dünya için, ona yalnızca kendi sevgisinden ve kadının onu sevme olasılığından ibaret görünüyordu. Bazen tüm insanlar ona tek bir şeyle meşgul görünüyordu - gelecekteki mutluluğu. Bazen ona, hepsinin kendisiyle aynı şekilde sevindiği ve başka ilgi alanlarıyla meşgul gibi görünerek bu sevinci yalnızca saklamaya çalıştıkları görülüyordu. Her kelimesinde ve hareketinde mutluluğunun ipuçlarını gördü. Anlamlı, açıklayıcı gizli rızası, mutlu bakışları ve gülümsemeleriyle sık sık kendisiyle tanışan insanları şaşırttı. Ancak insanların onun mutluluğunu bilmeyebileceğini anlayınca, tüm kalbiyle onlar için üzüldü ve onlara yaptıkları her şeyin tamamen saçmalık ve dikkate değer olmayan önemsiz şeyler olduğunu bir şekilde onlara açıklama arzusu duydu.
Kendisine hizmet teklif edildiğinde veya bazı genel devlet işleri ve savaş söz konusu olduğunda, tüm insanların mutluluğunun böyle bir olayın şu veya bu sonucuna bağlı olduğunu varsayarak, yumuşak başlı, taziye edici bir gülümsemeyle dinler ve karşı çıkanları şaşırtırdı. garip sözleriyle onunla konuştu. Ama Pierre'e hayatın gerçek anlamını, yani hislerini anlıyor gibi görünen insanlar ve bunu açıkça anlamayan talihsiz insanlar - bu dönemdeki tüm insanlar ona çok parlak bir ışık altında göründü. en ufak bir çaba göstermeden, herhangi bir kişiyle tanışır, onda iyi ve sevgiye layık olan her şeyi hemen gördüğü için içinde parıldadığını hissetmek.
Rahmetli karısının işleri ve evrakları göz önüne alındığında, şimdi bildiği mutluluğu bilmemesine acıması dışında, onun anısına dair hiçbir şey hissetmiyordu. Şimdi yeni bir yer ve bir yıldız almaktan özellikle gurur duyan Prens Vasily, ona dokunaklı, kibar ve acınası bir yaşlı adam gibi göründü.
Pierre daha sonra bu mutlu çılgınlık zamanını sık sık hatırladı. Bu süre zarfında insanlar ve koşullar hakkında kendisi için verdiği tüm yargılar, onun için sonsuza kadar doğru kaldı. Daha sonra insanlar ve şeyler hakkındaki bu görüşlerinden vazgeçmekle kalmadı, aksine, içsel şüpheler ve çelişkiler içinde, o sırada sahip olduğu görüşe başvurdu. delilik ve bu görüş her zaman doğru çıktı.
"Belki," diye düşündü, "o zamanlar tuhaf ve gülünç görünüyordum; ama sonra göründüğüm kadar deli değildim. Aksine, o zamanlar her zamankinden daha akıllı ve daha anlayışlıydım ve hayatta anlamaya değer her şeyi anladım çünkü ... Mutluydum.
Pierre'in çılgınlığı, daha önce olduğu gibi, insanları sevmek için erdemleri dediği kişisel nedenleri beklememesi ve sevginin kalbinden taşması ve insanları sebepsiz yere sevmesi, şüphesiz bulduğu gerçeğinden ibaretti. onların sevmeye değer olduğu nedenler.
O ilk akşamdan itibaren, Natasha, Pierre'in ayrılmasından sonra, neşeyle alaycı bir gülümsemeyle Prenses Marya'ya kesinlikle, kesinlikle, kesinlikle banyodan, frak ve kısa bir saç kesimi olduğunu söylediğinde, o andan itibaren gizli ve bilinmeyen bir şey ona, ama karşı konulmaz Natasha'nın ruhunda uyandı
Her şey: yüz, yürüyüş, bakış, ses - onda her şey aniden değişti. Kendisi için beklenmedik - yaşamın gücü, mutluluk umutları su yüzüne çıktı ve tatmin talep etti. İlk akşamdan itibaren Natasha, başına gelen her şeyi unutmuş gibiydi. O zamandan beri durumundan hiç şikayet etmemiş, geçmiş hakkında tek kelime etmemiş ve gelecek için neşeli planlar yapmaktan artık korkmuyordu. Pierre hakkında çok az konuştu, ancak Prenses Mary ondan bahsettiğinde, gözlerinde çoktan sönmüş bir parıltı parladı ve dudakları garip bir gülümsemeyle büzüldü.
Natasha'da meydana gelen değişiklik ilk başta Prenses Mary'yi şaşırttı; ama anlamını anlayınca bu değişiklik onu üzdü. Prenses Mary, meydana gelen değişikliği tek başına düşündüğünde, "Kardeşini bu kadar az sevip onu bu kadar çabuk unutabilmesi mümkün mü?" diye düşündü. Ama Natasha ile birlikteyken ona kızmadı ve onu suçlamadı. Natasha'yı ele geçiren uyanmış yaşam gücü, açıkça o kadar durdurulamaz, kendisi için o kadar beklenmedikti ki, Natasha'nın huzurunda Prenses Mary, onu ruhunda bile suçlamaya hakkı olmadığını hissetti.
Natasha kendini yeni duyguya o kadar dolgunluk ve samimiyetle teslim etti ki, artık üzgün değil, neşeli ve neşeli olduğu gerçeğini saklamaya çalışmadı.
Pierre ile her gece yaptığı açıklamadan sonra Prenses Mary odasına döndüğünde, Natasha onu eşikte karşıladı.
- Dedi mi? Evet? dedi? diye tekrarladı. Hem neşeli hem de acınası, sevinci için af dileyen Natasha'nın yüzündeki ifade durdu.
“Kapıda dinlemek istedim; ama bana ne söyleyeceğini biliyordum.
Natasha'nın ona baktığı bakış ne kadar anlaşılır olursa olsun, Prenses Marya için ne kadar dokunaklı olursa olsun; heyecanını gördüğüne ne kadar üzülse de; ancak Natasha'nın ilk dakikadaki sözleri Prenses Marya'yı gücendirdi. Kardeşini, aşkını hatırladı.
“Ama ne yapmalı! aksini yapamaz,” diye düşündü Prenses Marya; ve üzgün ve biraz sert bir yüzle, Pierre'in kendisine söylediği her şeyi Natasha'ya aktardı. Natasha, Petersburg'a gideceğini duyunca şaşırdı.
- Petersburg'a mı? anlamamış gibi tekrarladı. Ancak Prenses Mary'nin yüzündeki üzgün ifadeye baktığında, üzüntüsünün nedenini tahmin etti ve aniden gözyaşlarına boğuldu. "Marie," dedi, "bana ne yapacağımı öğret." aptal olmaktan korkuyorum Ne dersen onu yapacağım; bana öğret…
- Onu seviyorsun?
"Evet," diye fısıldadı Natasha.
- Neye ağlıyorsun? Senin adına sevindim, ”dedi Prenses Marya, Natasha'nın bu gözyaşları için sevincini affetti.
"Yakında olmayacak. Ben onun karısı olacağımda ve sen de Nicolas ile evlendiğin zaman ne büyük bir mutluluk olacağını bir düşün.
Natasha, senden bu konuda konuşmamanı istemiştim. Senin hakkında konuşacağız.
Sessizdiler.
- Ama neden Petersburg'a gidelim! - aniden Natasha dedi ve aceleyle kendi kendine cevap verdi: - Hayır, hayır, gerekli ... Evet, Marie? Yani ihtiyacın var...
12. yılın üzerinden yedi yıl geçti. Avrupa'nın çalkantılı tarihi denizi kıyılarına çekilmiştir. Sessiz görünüyordu; ama insanlığı hareket ettiren gizemli güçler (gizemli çünkü hareketlerini yöneten yasalar bizim tarafımızdan bilinmiyor) eylemlerine devam ettiler.
Tarihsel denizin yüzeyi hareketsiz görünse de, insanlık zamanın hareketi kadar sürekli hareket ediyordu. Çeşitli insan kavrama grupları oluşturuldu ve parçalandı; devletlerin kuruluş ve dağılma sebepleri, halkların hareketleri hazırlandı.
Tarihsel deniz, öncekinden farklı olarak, bir kıyıdan diğerine rüzgarlarla yönlendiriliyordu: derinliklerinde kaynıyordu. Tarihsel figürler, eskisi gibi değil, dalgalar halinde bir kıyıdan diğerine taşındı; şimdi tek bir yerde dönüyor gibiydiler. Daha önce birliklerin başında savaş, sefer, muharebe emirleriyle kitlelerin hareketini yansıtan tarihi figürler, şimdi siyasi ve diplomatik mülahazalar, kanunlar, incelemelerle kaynayan hareketi yansıtıyor ...
Tarihçiler, tarihi kişilerin bu etkinliğine tepki adını verirler.
Tarihçiler, kendilerine göre irtica dedikleri şeye sebep olan bu tarihi şahsiyetlerin faaliyetlerini anlatırken, onları şiddetle kınıyorlar. İskender ve Napolyon'dan Stael, Photius, Schelling, Fichte, Chateaubriand vb.'ye kadar o zamanın tüm ünlü insanları, ilerlemeye veya gericiliğe katkıda bulunup bulunmadıklarına göre katı yargılarının önüne çıkarılır ve haklı çıkarılır veya mahkum edilir.
Rusya'da, açıklamalarına göre, bu dönemde bir tepki de meydana geldi ve bu tepkinin ana suçlusu, kendi tanımlarına göre liberallerin ana suçlusu olan aynı İskender I idi. saltanatının taahhütleri ve Rusya'nın kurtuluşu.
Gerçek Rus edebiyatında, bir okul çocuğundan bilgili bir tarihçiye kadar, saltanatının bu döneminde yanlış davranışlarından dolayı I. İskender'e taş atmayacak kimse yoktur.
“Şunu yapmalıydı, bunu yapmalıydı. Bu durumda iyi iş çıkardı, bu durumda kötü. Saltanatının başında ve 12. yılında iyi davrandı; ama kötü davrandı, Polonya'ya bir anayasa verdi, bir Kutsal İttifak kurdu, Arakcheev'e güç verdi, Golitsyn'i ve mistisizmi teşvik etti, ardından Shishkov ve Photius'u cesaretlendirdi. Ordunun ön tarafında meşgul olarak kötü bir iş çıkardı; kötü davrandı, Semyonovsky alayına kasiyer yaptı, vb.
Tarihçilerin sahip oldukları insanlığın iyiliği bilgisine dayanarak ona yönelttikleri tüm suçlamaları listelemek için on sayfa doldurmak gerekecekti.
Bu suçlamalar ne anlama geliyor?
Tarihçilerin I. İskender'i onayladığı eylemler - örneğin: saltanatın liberal girişimleri, Napolyon ile mücadele, 12. yılda gösterdiği sertlik ve 13. yıl kampanyası aynı şeyi takip etmiyor kaynaklar - İskender'in kişiliğini olduğu gibi yapan kan, yetiştirme, yaşam koşulları - tarihçilerin onu suçladığı bu eylemleri takip eden, örneğin: Kutsal İttifak, Polonya'nın restorasyonu, 20'lerin tepkisi ?
Bu suçlamaların özü nedir?
I. İskender gibi tarihi bir kişinin, sanki kendisine odaklanan tüm tarihsel ışınların kör edici ışığının odak noktasındaymış gibi, insan gücünün mümkün olan en yüksek seviyesinde duran bir kişi olduğu gerçeğinde; iktidardan ayrılamaz olan entrika, aldatma, dalkavukluk, kendini kandırma dünyasının en güçlü etkilerine maruz kalan bir kişi; Hayatının her dakikasında Avrupa'da olup biten her şeyin sorumluluğunu kendinde hisseden ve icat edilmemiş, ancak her insan gibi kişisel alışkanlıkları, tutkuları, iyilik, güzellik, hakikat özlemleriyle yaşayan bir kişi - bu bu kişi elli yıl önce, sadece erdemli değildi (tarihçiler bunun için sitem etmiyorlar), aynı zamanda insanlığın iyiliği hakkında genç yaştan beri bilimle uğraşan bir profesörün şu anda sahip olduğu görüşlere sahip değildi. Kitapları, dersleri okumak ve bu kitapları ve dersleri bir deftere kopyalamaktır.
Ancak İskender'in elli yıl önce halkların iyiliğine ilişkin görüşünde yanıldığımı varsaysak bile, istemeden İskender'i yargılayan tarihçinin de bir süre sonra aynı şekilde ortaya çıkacağını varsaymalıyız. insanlığın iyi olduğu görüşünde haksız olmak. Bu varsayım daha da doğal ve gerekli çünkü tarihin gelişimini takip ederek her yıl, her yeni yazarla birlikte insanlığın iyiliğine dair görüşün değiştiğini görüyoruz; öyle ki, on yıl sonra iyi görünen şey kötü görünüyor; ve tersi. Dahası, aynı zamanda tarihte neyin kötü neyin iyi olduğuna dair tamamen zıt görüşler buluyoruz: Polonya'ya verilen bazı anayasa ve Kutsal İttifak kredilendiriliyor, diğerleri İskender'i suçluyor.
İskender ve Napolyon'un faaliyetleri hakkında yararlı veya zararlı olduğunu söylemek imkansızdır, çünkü neyin yararlı ve neyin zararlı olduğunu söyleyemeyiz. Birisi bu aktiviteden hoşlanmıyorsa, o zaman sadece neyin iyi olduğuna dair sınırlı anlayışıyla örtüşmediği için bundan hoşlanmaz. 12. yılda Moskova'daki babamın evinin korunması, Rus birliklerinin ihtişamı, St. Petersburg ve diğer üniversitelerin refahı, Polonya'nın özgürlüğü, Rusya'nın gücü veya Avrupa'nın dengesi veya belirli bir tür Avrupa aydınlanması - ilerleme, itiraf etmeliyim ki, her tarihsel kişinin faaliyetinin, bu hedeflere ek olarak, daha genel ve benim için erişilemeyen başka hedefleri de vardı.
Ancak sözde bilimin tüm çelişkileri uzlaştırma olanağına sahip olduğunu ve tarihsel kişiler ve olaylar için değişmez bir iyi ve kötü ölçüsüne sahip olduğunu varsayalım.
İskender'in her şeyi farklı şekilde yapabileceğini varsayalım. Farz edelim ki, kendisini suçlayanların emriyle, insanlık hareketinin nihai hedefinin bilgisini iddia edenleri milliyet, özgürlük, eşitlik ve ilerleme programına göre (görünüşe göre) elden çıkarabileceğini varsayalım. başka hiçbir şey) mevcut suçlayıcıların ona vereceği. Farzedelim ki bu program mümkün olurdu ve hazırlanırdı ve İskender buna göre hareket ederdi. O zaman hükümetin o zamanki yönüne karşı çıkan tüm insanların faaliyetlerine - tarihçilere göre iyi ve yararlı olan faaliyetlere ne olurdu? Bu aktivite olmazdı; hayat olmazdı; hiçbir şey olmazdı.
İnsan yaşamının akıl tarafından kontrol edilebileceğini varsayarsak, o zaman yaşam olasılığı yok olacaktır.
Tarihçilerin yaptığı gibi, büyük adamların insanlığı Rusya'nın veya Fransa'nın büyüklüğüne veya Avrupa'nın dengesine veya devrim fikirlerinin yayılmasına veya genel ilerlemeye veya her ne olursa olsun belirli hedeflere yönlendirdiği varsayılırsa. yani, tesadüf ve deha kavramları olmadan tarih olgularını açıklamak mümkün değildir.
Gümüş-beyaz renkli güçlü, sert ve refrakter kimyasal element. Kimyasal bir element olarak ilk kez hafniyum metali, 1923'te Danimarka başkentinde fizikçiler Koster ve Khivesi tarafından metalik zirkonyumun Norveç zirkonyum cevherinden kaynayan asitlerle yıkanması sonucunda keşfedildi.
İşleme sonucu elde edilen geri kalan kimyasal maddeler kapsamlı bir analize tabi tutuldu ve hangi analiz, elde edilen X-ışını kırınım modelinin çizgilerinin, o zamanlar bilinmeyen 72 numaralı element için hesaplanan ve beklenen sonuçlarla kesinlikle tam olarak örtüştüğünü gösterdi, varlığı Mendeleev tarafından tahmin edilen. Keşfedilen metalin 4. gruba atfedilen ve periyodik sistemde Hf sembolü ile gösterilen hafniyum olarak adlandırılması önerildi.
Daha detaylı çalışmalar, bu kimyasal elementin zirkonyum bileşiklerinde her zaman bulunduğunu, ancak pratikte doğada serbest halde bulunmadığını belirlemiştir. Aynı zamanda, yakın zamanda keşfedilen metalin kimyasal özellikleri, 40 numaralı element olan zirkonyumun özellikleriyle tamamen aynıdır.
Aynı 1923'te, bilim adamları metalik hafniyumu ilk kez% 99 saflıkta izole etmeyi başardılar. Daha fazla gelişme, hafniyum ve zirkonyumun ayrılması için birkaç farklı yöntem bulmayı mümkün kıldı, ancak hepsinin yeterince etkili olmadığı ortaya çıktı ve o zamanlar pratik ilgileri yoktu.
Zirkonyum ve hafniyumun ayrı üretimi ile ilgili durum, nükleer enerjinin gelişmesiyle birlikte değişmeye başladı. Zirkonyumun fiziksel özellikleri nötronların etkili bir şekilde emilmesini sağlayabilir ve hafniyum safsızlıkları bu göstergeleri 20 kattan fazla azaltır. Bu nedenle başlangıçta bu iki kimyasal elementin ayrımı zirkonyumun saflığını artırmak için gerçekleştiriliyordu ve hafniyum hidroksit bir atık yan üründü ve başlangıçta üreticiler ve metalürji uzmanlarıyla ilgilenmiyordu.
Elementin fiziksel özellikleri
Refrakter hafniyumun erime noktası 2222ºC ve kaynama noktası 5400ºC'dir. Yoğunluğu 13.31 g/cm3'tür. Bu fiziksel nitelikler nedeniyle hafniyum, metalürjide yüksek mukavemetli ve ısıya dayanıklı malzemelerin imalatında ve ayrıca yeni güçlü, termal olarak kararlı ve paslanmaz malzemelerin üretimi için bir alaşım katkı maddesi olarak kullanılır.
Saf metal sünektir ve sıcak ve soğuk işlemeye tabi tutulabilir, iyi kaynaklanmıştır ve özellikle kritik metal yapıların, tertibatların ve parçaların imalatında kullanılabilir.
hafniyum kullanan alaşımlar
Görünüm ve korozyon direnci açısından, hafniyum ve zirkonyum metal alaşımları, özellikleri bakımından gümüşten daha düşük değildir, ancak ondan çok daha ucuzdur. Bu nedenle, malzeme elektrik mühendisliği ve elektronikte oldukça geniş bir uygulama alanı bulmuştur.
Bu tür alaşımların ve bileşiklerin kaynak ekipmanı üretimi ve metal kesme için kullanılması, çalışma ömrünü büyük ölçüde artırır ve iş parçası işleme kalitesini artırır.
Hafniyum ve alaşımları ile alaşımlı titanyum, deniz motorlarının kritik bileşenlerinin imalatında, yüksek kaliteli kaynakların elde edilmesinde ve metallerin korozyon direncinin arttırılmasında kullanılır. Bu metalin sadece %1'inin alüminyuma eklenmesi ile hafif ve çok güçlü alaşımlar elde edilebilmektedir.
Hafniyum, nadir toprak malzemelerine dayalı ağır hizmet kalıcı mıknatıslar oluşturmak için kullanılır. Teknik ihtiyaçlar ve bilimsel araştırmalar için çok katmanlı yüksek kaliteli ayna malzemelerinin imalatında kullanılır.
Günümüzde, bir elektrik enerjisi kaynağının her kilogram ağırlığı için 2-3 ton benzinin yerini alabilecek ağır hizmet tipi pillerin imalatında hafniyumun kullanımına ilişkin gelişmeler devam etmektedir.
uygulama alanı
20. yüzyılın ortalarında, hafniyum için her biri kendi radyasyonu emme yeteneğine sahip altı mevcut izotop tanımlandı. Bu kimyasal element, nükleer reaktörlerin çalışması sırasında emici çubukların imalatında kullanılmaya başlandı. Bu metalin diğer faydalı özellikleri de keşfedildi. Sonuç olarak, hafniyum üretimi 10 yılda 40 kg/yıl'dan 60 tona çıktı.
72. kimyasal element, yüksek mekanik mukavemete, ısı direncine ve bir dizi başka faydalı özelliğe sahiptir. Bu nedenle hafniyum nükleer enerjinin yanı sıra;
- metalürjide özellikle güçlü ve ısıya dayanıklı alaşımların üretimi;
- mikro devrelerin ve elektronik cihazların üretimi;
- röntgen ve televizyon ışını tüplerinin üretiminde;
- korozyona karşı koruyucu kaplamaların uygulanması;
- akkor lambalarda elektrot üretimi;
- roket teknolojisinde tantal içeren bir hafniyum alaşımı kullanılır;
- kimyasal üretimde, asitlere, alkalilere ve diğer kimyasal olarak aktif maddelere dayanıklı bir metal olarak.
Hafniyum malzemesinin yüksek mukavemeti ve yoğunluğu, optik ve havacılıkta kullanılmasına katkıda bulunmuştur. 72 numaralı kimyasal elementin %90'ı bugün nükleer enerjide koruma elementlerinin imalatında kullanılmaktadır.
Bununla birlikte, hafniyumun yüksek maliyeti, yaygın kullanımını sınırlar ve çoğunlukla daha ucuz metallerin yüzeyinde ince bir koruyucu kaplama olarak kullanılır. Bu metallerin yüksek maliyeti, üretiminin zahmetli olmasının yanı sıra yer kabuğundaki nispeten küçük ve dağınık rezervlerden kaynaklanmaktadır.
Zirkon madenciliğinin coğrafyası
Zirkonlardaki olağan hafniyum dioksit içeriği %2'yi geçmez ve yalnızca Nijerya'daki en zengin yataklar bu mineralin %5'ine kadarını içerebilir. Dünyanın çeşitli ülkelerindeki kıyı deniz sığlıklarında ve nehir dibi çökeltilerinde yüksek oranda hafniyum içeren zirkonyum cevherleri bulunur. Rusya Federasyonu'nda, Khibiny'deki Urallarda zirkon yatakları geliştirilmektedir.
Dünya üretim düzeyine ilişkin istatistiksel veriler, 50-60 ton metalik hafniyum ve 2,5 ton zirkonyum hacmi bildiriyor.
Hafniyumun endüstriyel üretimi için teknolojiler
Hafniyum elde etmek için hammadde mineral zirkonyum cevherleridir ve her şeyden önce, üretim koşullarına göre metalin %2'ye kadar mevcut olduğu ZrSi04 hafniyum atomları ile yer değiştirebilir.
Metalik hafniyum ve zirkonyum elde etme teknolojisine göre, mineraller ezilir ve grafit gibi karbon içeren bir malzeme ile karıştırılır. Bundan sonra, böyle bir karışım, temiz yanma havası sağlamadan 1800˚C'ye ısıtılmış bir fırına beslenir. Aynı zamanda, karbon tozu içeren hafniyum ve zirkonyum karbürler oluşturur ve daha fazla teknik işleme için hazırdır, ancak ayrı ayrı.
Daha sonra elde edilen malzemeler tekrar kırılır, bir şaft fırınına yüklenir ve klor gazı varlığında 500˚C'ye ısıtılarak hafniyum, zirkonyum tetraklorür bileşikleri oluşturulur ve fraksiyonel kristalizasyon sonucu saf metaller elde etmek için kullanılır.
Aslında, bugüne kadar üretilen tüm hafniyum, nükleer enerjide reaktör teknolojileri sağlamak için saf zirkonyum elde etmek için hammaddenin ilgili işlenmesinin sonucudur. Aynı zamanda yaklaşık 50 kg zirkonyum işlenerek 1 kg hafniyum elde edilir. Bu nedenle, bu metallerin toplam üretimi doğrudan zirkonyum madenciliğinin hacmine bağlıdır.
Dünya pazarında hafniyumun maliyeti
Bugün hafniyum üretiminde dünya liderliği, Amerikan şirketleri Western Zirconium ve Allegheny Technologies ile Fransız Cezus'a aittir. Bu metalin bugün ortalama 710 USD/kg olan dünya pazarındaki maliyetini büyük ölçüde etkileyebilirler.
Rusya'da hafniyum metal levha, tel, çubuk, döküm veya toz şeklinde satın alınabilir. Saf haliyle, bu malzeme yaygın olarak dağıtılmaz ve çoğunlukla özel alaşımlar veya kimyasal bileşikler şeklinde kullanılır.
