Hafnium: යෙදුම් සහ ගුණාංග

මෙම ලිපියට හැඳින්වීමක් පාඨකයාට හැෆනියම් (රසායනික මූලද්රව්යය) කුමක්දැයි සොයා ගැනීමට ඉඩ සලසයි, ඔහුගේ ක්රියාකාරිත්වයේ විවිධ පැතිවල මනුෂ්යයා විසින් පුළුල් වශයෙන් භාවිතා කරන යෙදුම් භාවිතා කරයි. තවද ද්රව්යයේ රසායනික හා භෞතික ස්වභාවය, පෘථිවි ග්රහයා මත නිස්සාරණය කිරීමේ ක්රමවේදය සහ මෙම මූලද්රව්යයේ සොයාගැනීමේ කෙටි ඉතිහාසයක් සලකා බලනු ලැබේ.

හැෆ්නියම් යනු කුමක් ද?

Hafnium යනු ආවර්තිතා වගුවේ රසායනික මූලද්රව්යයකි. හතරවන කාණ්ඩයේ, හයවන කාල පරිච්ඡේදයේදී, පරමාණුක ක්රමාංකය හැත්තෑඑකක් වේ. සරල වර්ගයේ ද්රව්යවලට සම්බන්ධ වන අතර, එහි ඝනත්වය හා නොතකා හැරීම, ලෝහයේ වර්ණය රිදී පැහැය වේ. හැෆ්නියම් දෙකක් වෙනස් විය හැකිය. 2016 දී පමණ කෙල්වින්, ඇල්ටොට්රෝනික් වර්ගයේ ගුරුත්වාකර්ෂණයකින් ඇති වූ උෂ්ණත්වයේ බලපෑම යටතේ ශරීර කේන්ද්රගත ඝනක දැලිස් තත්වයක් බවට පත් වේ. කාමර උෂ්ණත්වයේ දී උෂ්ණත්වය සෙන්ටිමීටර සින්ගනයෙහි ස්ඵටික දැලිසක් ඇත.

අයිතම සොයාගැනීමේ ඉතිහාසය

මෙම මූලද්රව්යය සොයා ගැනීම 1923 දී සිදුවූයේ ජෝර්ජ් ද හේෂේවි සහ කොස්ටර් ඩර්ක් විසිනි. හැෆ්නොම්හි විවිධාකාර ගුනාත්මක ලක්ෂණයන් අනාවැකි කීමට හැකි විය. ඒ අනුව නෝර්ත් බෝච් ගේ නිගමන මත පදනම්ව, ඔහු විසින් කෙල්ටික් සොයාගත් බව ප්රංශ ජාතික ජේ උර්බන්ගේ කෘතිය විශ්ලේෂණය කළ අතර එය නව මූලද්රව්යයකි. කෙසේ වෙතත් පසුව ලූටීසියම් සහ යටර්බියම් සමඟ හෆ්නියම් කුඩා ප්රමාණයක මිශ්රණයක් කෙල්ටියම් විය.

මෙම කාර්යය ගැන අධ්යයනය කිරීම සහ ක්වොන්ටම්-යාන්ත්රික ගණනය කිරීම් භාවිතා කරමින් නියල්ස් බෝර් පෙන්වා දෙන පරිදි, හැෆ්නියම් යනු PTCA හි අංක 71 හි මූලද්රව්යය වන සර්කෝනියම් වේ. නෝර්වේ හා ග්රීන්ලන්තයේ සර්කෝන් නැවත නැවත විශ්ලේෂණය කරන ලද X-ray වර්ණාවලි ක්රමවේදය භාවිතා කිරීමෙන් පසුව සොයාගත් නගරය අනුව නම් කරන ලද හැෆනියම් හි නව මූලද්රව්යයක් සොයාගත් ග්යර්ජි ද හෙෂෙවි සහ කොස්ටර් ඩර්ක් ප්රකාශයට පත් කරන ලදි. X-ray රේඛාවල සමානතාව හඳුනා ගැනීම සඳහා විද්යාඥයින් විසින් නව x-ray මූලද්රව්යයක් සොයා ගැනීම නිවේදනය කර ඇත.

ලබා ගැනීමේ ක්රම සහ ලෝක තොග

හෆනියම් පෘථිවියේ පොත්තෙහි පිහිටා ඇති නමුත් එහි ඛනිජයක් නොමැත. එබැවින් එය සර්කෝනියම්වල "සැටලයිට්" වෙයි. හෙක්ටයාරයක හෑරූ ප්රමාණය 2.5% ක් පමණ වන අතර වාර්ෂික නිෂ්පාදනය ටොන් හැත්තෑවක් පමණ වේ. Hafnium යනු බෙහෙවින් මිල අධික ද්රව්යයකි. එහි ප්රධාන ස්ථාන ඕස්ට්රේලියාව, දකුණු අප්රිකාව, එක්සත් ජනපදය, ඉන්දියාව සහ බ්රසීලය කේන්ද්රගත වී ඇත. ස්ථාන මාරු කිරීම අනුව රටවල් පිහිටීම රට තුළ Hf සංඛ්යාවෙන් ස්ථාන වලට අනුරූප වේ. රුසියාව හා යුක්රේනය මෙම ලෝහයේ තරමක් විශාල සංචිත ඇති බව සඳහන් කළ යුතු අතර, එය විශාල වශයෙන් සර්කෝනියම්, loparite සහ baddeleyite සාන්ද්රණය කර ඇත.

භෞතික ලක්ෂණ

හෆ්නියම් හි භෞතික ගුණාංගවලින් කොටසක් ඉහත සඳහන් විය. මෙම ෙලෝහ, මනාව විසුරුවා හරින ලද රාජ්යයක් බවට පත්වන විට කළු පාට බවට පත්විය හැකිය. සෙල්සියස් අංශක 2233 ට තාපාංකය, තාපාංකය 4603oC හි ආරම්භ වේ. තාපජ වර්ගයේ නියුට්රෝන අල්ලා ගැනීම සඳහා හරස්කඩ ඉතා අධික වේ. සාර්නොනියම්, හැෆ්නියම් වලට සාපේක්ෂව, හරස්කඩ මට්ටමක් ඇති බව පෙනේ. Hf අල්ලා ගැනීමෙන් බාර් 115 ක් සර්කෝනියම් තුළ ඇති අතර එහි ඇත්තේ බාර් එක පමණි. හමානිම් (Ge) හි නිශ්චිත තාපයක Hafnium සතුව පවතී. ඉහළ තාප ධාරිතාව 60-80 කෙල්වින් මට්ටමේ වේ. මෙය හූක්ගේ බලවේගයන්ට සම්බන්ධ කිසිම සිද්ධාන්තයකින් පැහැදිලි කල නොහැකි අතර, අයින්ස්ටයින් සුපිරිпозиණ ශ්රිතයේ උපරිමයක් උපරිම ආකාරයෙන් ලබා ගත නොහැකිය.

රසායනික ගුණ

Hfnium ට සමාන සර්කෝනියම් වැනි වඩා ප්රබල ප්රතිරෝධයක් ඇති කර තිබේ. හැල්නියම් මත පිහිටුවා ඇති පැසිෆික් ඔක්සයිඩ් පටලයක් සමඟ සම්බන්ධ වී ඇති ලෝහය ඉතා නිෂ්ඵලය. හයිඩ්රෝෆ්ලූරික් අම්ලය තුළ හෆ්ෆ්ටොෆ්රොරිරික් අම්ලය නයිට්රික් අම්ලය සහ රාජකීය වොඩ්කා සමඟ Hf විසුරුවා හැරීම වඩාත් සුදුසුය. අධික උෂ්ණත්වවල දී එය ඔක්සිජන් වලින් ගිනියම් වන අතර එළිමහනේ එය ඔක්සිකරණය වේ. හැලජන සහිත X-කිරණ ප්රතික්රියාවලට ඇතුල් විය හැක. හයිඩෝෆොබික් ගුණ ඇත.

ද්වි-, තෙ-හා-හතර-නිල් Hf සංයෝග

මෙම මූලද්රව්යය සඳහා සංයුජතාවයේ අගය වෙනස් විය හැකි අතර, හැකි x-සම්බන්ධතා සංඛ්යාවෙහි වෙනස් අගයන් අනුව, අනෙකුත් ද්රව්ය සමග හෆ්නියම්හි වැදගත් සංයෝග කිහිපයක් ඇත.

විවිධාකාර හැෆ්නියම් ඩිබ්රොමයිඩ් අඳුරු කොළ වර්ණයන් ඇත. සෙල්සියස් අංශක 400 ක උෂ්ණත්වයේ දී Hf හා HfBr4 සෑදීම සමඟ ඇති වියෝජනය කිරීමේ ක්රියාවලිය ආරම්භ වේ. කර්මාන්තයේ දී, එය HfBr3 හි තාප ක්රියාකාරීත්වයේ හිඩැස නොසැලකිල්ලක් මගින් නිෂ්පාදනය කරයි.

Trivalent Hf Tribbromide (HfBr3) මගින් නිරූපනය කරනු ලැබේ - මෙම ද්රව්ය කළු පැහැය, තරමක් දුෂ්කර ය. සෙල්සියස් අංශක 400 ට සමාන උෂ්ණත්වයක් යටතේ හැෆ්නියම් ටෙට්රාබ්රෝබයිට් සහ ඩිබිබෝබිබිඩ් දෙකක සංරචකවලට අසමානුපාතික ලෙස ආරම්භ වේ. නිෂ්පාදන ක්රියාවලියේදී HfBr4 හයිඩ්රජන් උණු කිරීම මගින් විකල්පයක් ලෙස විකල්පයක් ලෙස ඇලුමිනියම් එකතු කරයි.

හයිපොක්සයිඩ් හයිඩ්රොක්සයිඩ් Hf (OH) 4 සමග HfO2 යනු සංයෝග රාශියකි. ටර්ට්රා ඩයෝඩයිඩය (HfI4) සහ ඉහත සඳහන් hafnium tetrabomide (HfBr) ද ටර්ට්රාක්ලෝරයිඩ් (HfCl4), ටෙට්රාෆ්ලෝරයිඩ් (HfF4), සහ හැෆ්නියම් හයිඩ්රොෆොස්ෆේස් (Hf (HPO4) 2) ඇත.

එදිනෙදා ජීවිතය හා වෛද්ය විද්යාව සමඟ සන්නිවේදනය කිරීම

මානව වර්ගයාගේ ක්රියාකාරිත්වයේ ක්ෂේත්ර ගණනාවක් තුළ හෆ්නියම් සිය යෙදුම සොයා ගනී. මෙය අත්යවශ්ය ද්රව්යයක් බවට පත් කිරීම, ගුණාත්මක පිරිවිතරයන්, මානව කර්මාන්ත, හමුදා කටයුතු සහ න්යෂ්ටික කර්මාන්තය තුළ විවිධ ද්රව්යයන්ගෙන් සමන්විතය.

එහෙනම් හැෆනියම් පාවිච්චි කරන්නේ කොහොමද? වෛද්ය විද්යාවෙහි යෙදීම - මෙම ලෝහයේ දේපල භාවිතා කළ හැකි බොහෝ විකල්පයන්ගෙන් එකක් මෙය වේ. Hf කාබයිඩ් නිසා අධික ලෙස ක්රියාකාරී නොවන අතර, අප්රසන්න නොවන අතර, ඒවා භාවිතා කරනු ලබන්නේ වෛද්යවරුන් විසින් භාවිතා කරන කැපුම් වස්තූන් භාවිතා කිරීම සඳහා වන අතර, ඒවා X-ray කැඩපත සෑදීම සඳහා ද යොදා ගනී.

රසායනික හා භෞතික ස්වභාවය යන මූලද්රව්යවල හැඩරුවේ ගුණය හැෆ්නියම් වේ. එදිනෙදා ජීවිතයේ යෙදීම්, රේඩියෝ නාලිකා, රූපවාහිනී ටියුබ් සහ රූපවාහිනී ටියුබ් නිෂ්පාදනය කිරීමේ ද්රව්යයක් ලෙස ඔහු සොයා ගනී. උසස් වර්ගයේ භෞතික විද්යාත්මක හා යාන්ත්රික ගුණ ඇති වෙනත් ලෝහ සෑදීමේ අරමුනින් ලෝහ කර්මාන්තයේ පුළුල් ලෙස භාවිතා වේ. හෆ්නියම් යනු x-ray ඉංජිනේරු විද්යාවෙහිදී ද භාවිතා කරයි. නමුත් එහි හිඟය හා වඩාත් වැදගත් යෙදුම් ක්රම නිසා එය කලාතුරකින් භාවිතා වේ.

මිලිටරි යාත්රා තුළ හැෆ්නියම් භාවිතා කිරීම

ඔබ කොහොමද හැෆ්නියම් භාවිතා කරන්නේ? මෙම ආයුධයකින් තොරව මානව ක්රියාකාරීත්වයේ තවත් අංශයකි. ඔක්සයිඩ, සිලිසයිඩ්, බෝඩයිඩ හා කාබයිඩය යනු අතිශයින් ප්රචාලක සංයෝගයකි. මෙම හේතුව නිසා ඒවාට ආරක්ෂක ආලේපනයක් ලෙස භාවිතා කළ හැකිය. එය හාර්එස්එෆ් සහ එහි සංයෝග භාවිතා කිරීම සඳහා අභ්යවකාශ යානා සහ රොකට්ටු සඳහා සැළකිය යුතු කොටස් නිෂ්පාදනය කිරීම සඳහා ඉඩකඩ සලසයි.

1998 සිට, "ඝනියම් බෝම්බයක්" නිර්මාණය කිරීම සඳහා, 187m2Hf සමාවයවිකය මත පදනම්ව උත්සහ කරනු ලැබ ඇත. නමුත් පර්යේෂණය හා පරීක්ෂණ වල ප්රතිඵලයක් වශයෙන්, අදහස නිෂ්ප්රභා කළ නොහැකි බව පෙනී ගියේ ය. මෙය මෙම සමාවයයේ හරයෙන් අතිරික්ත ශක්තිය මුදා හැරීම වර්තමාන තාක්ෂණයන් සමඟ ඇති හැකියාව අඩු වීමයි.

සරල ද්රව්යයේ අනෙකුත් යෙදුම් Hf

න්යෂ්ටික බලය, ඉහත සඳහන් ක්ෂේත්ර සමග, නමුත් ඊටත් වඩා විශාල ප්රමාණවලින් පවා, හැෆ්නියම් ද භාවිතා වේ. මෙම ලෝහය භාවිතා කරන්නේ කොහේද? Hf වෙතින් නියුට්රෝන අල්ලා ගැනීම සඳහා එහි හැකියාව නිසා රෙගුලාසි සඳහා සැරයටි, විශේෂිත වීදුරු සහ සෙරමික් සෑදෙයි.

ඉලෙක්ට්රොනික් නිමැවුමෙහි සාපේක්ෂ අඩු කාර්යසාධනය වන හැෆ්නියම් (3.53 eV) සහ කැටෝස් සහ ඉලෙක්ට්රෝන තුවක්කු නිෂ්පාදනය සඳහා මෙය භාවිතා කළ හැකිය. න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරක වායු-එන්ජින් එන්ජින් තුළ, හැෆනියම් හි බෝඩයිඩ සහ කාබයිඩ් සොයා ගැනීමට හැකි අතර, සමහරක් ව්යුහාත්මක මූලද්රව්ය වලද පවතී.

හාපනියම් යනු තාපජීය වර්ගයේ ජනක නිපදවන්නන් සඳහා පවා යොදා ගනී. බොහෝ විට ඒවා අයනික එන්ජින් තුළ සොයා ගනී. HfO2 පදනම මත ඩීඑක්ටිකල්ස් අධි ප්රරතිඵලයක් සහිතව ඩීටා විද්යාව නිර්මාණය වී ඇත. අනාගතයේදී, HfO2 ඔක්සයිඩ් සමඟ ක්ෂුද්ර ඉලෙක්ට්රෝන වල හුරුපුරුදු සිලිකන් ඔක්සයිඩ් වෙනුවට එය යෙදවීමට සැලසුම් කර ඇත. මෙම ආදේශකය චිපයේ මූලද්රව්යවල ඝනත්වය වැඩි කරයි.

අවසාන වශයෙන්, එදිනෙදා ආරම්භය හා මිලිටරි හා පරමාණුක ක්රමාංකය අවසන් කිරීම, මානව ක්රියාකාරිත්වයේ බොහෝ ශාඛා තුළ යෙදීම, හැෆ්නොම් බව අතිශයින්ම වැදගත් අංගයකි. මෙය ඉතා ඉහළ ඉල්ලුමක් සහිත ලෝහයක් වන අතර ස්වභාව ධර්මයේ සෑම විටම සර්කෝනියම් සමග සම්බන්ධ වේ. ගුණාත්මක බවින් යුත් ගති ලක්ෂණ සහ එහි ලක්ෂණ ඉතා ඉහළ මිලක්.