הפניום: יישום ומאפיינים

הכרות עם מאמר זה יאפשר הקורא לגלות מה הוא הפניום (יסוד כימי), אשר השימוש בהם נעשה שימוש נרחב על ידי אדם בתחומים רבים של פעילותו. וגם להיחשב תכונות האופי הכימי והפיסי של החומרים, שיטות ייצור נוכחות על פני כדור הארץ, ייחשב היסטוריה קצרה של גילוי אלמנט זה.

מהו הפניום

הפניום - יסוד כימי בטבלה המחזורית. מאוחסן בקבוצה הרביעית, תקופת השישי, מספר אטומי הוא שבעים ושתיים. מתייחס לסוג של חומרים פשוטים, יש צפיפות גבוהה נקודת התכה גבוהה, צבע, מתכת כסוף לבן. הפניום יכול להתקיים בשני שינויים. בהשפעת הטמפרטורה של כ סריג משושה 2016 קלווין סוג, שעברו שינויים allotropic לצורה סריג מעוקב מרוכז בגוף המדינה, בטמפרטורת החדר, יש לו הגבישי של מערכת משושה.

מההיסטוריה של אלמנט הפתיחה

גילויו של היסוד התרחש 1923, עושה Derd שלו דה Heshevi ואת דירק קוסטר. הם הצליחו לחזות את הערכיות, ומאפיינים איכותיים שונים של הפניום מבוסס על ההיגיון של בוהר, אשר, בתורו, ניתח את העבודה של הצרפתי ז'אן Urbena, שהאמין כי הוא גילה הקלטים - אלמנט חדש. עם זאת, מאוחר יותר התברר כי הקלטים היו תערובת של כמות קטנה של הפניום עם לוטציום ו איטרביום.

נילס בוהר, לומדים את העבודה ושימוש בפעילויות שלהם חישובי מכניקת הקוואנטים הראה כי הפניום הוא אנלוגי של אלמנט בבית מספר 71 ב PTHE, כלומר זירקוניום. Derd דה Heshevi ואת דירק קוסטר אמר על מציאת הפניום אלמנט חדש, קרוי על שם העיר שבה התגלית נעשתה, לאחר בשיטה רנטגן, שוב ושוב ניתח את זירקונים נורבגיה גרינלנד. הגילוי של קווי עקיפת רנטגן של דמיון אפשר למדענים להכריז על התגלית של אלמנט X-שמים חדש.

שיטות להכנה ושמורות בעולם

הפניום נמצא בקרום כדור הארץ, אך אינו בעלים של המינרלים, אלא בגלל שזה הוא "הלוויה" של זירקוניום. מספר Hf במחצבים על 2.5%, ואת הייצור השנתי הוא כשבעים טונות. הפניום - חומר יקר למדי, המיקום המרכזי שלה מרוכז אוסטרליה, דרום אפריקה, ארה"ב, הודו וברזיל. מיקום לרשום את הארצות במקומות המתאימים על מספר נוכחות Hf בארץ. כדאי גם להזכיר כי רוסיה ואוקראינה יש גדולות למדי עתודות של מתכת זו, מנהל שהיקפן מרוכזת tsirkonome, נופל baddeleyite.

תיאור פיזי

חלק התכונות הפיסיקליות של הפניום הוזכר לעיל. אלה ניתן להוסיף, כי מתכת זו, אשר לוקחת צורה מחולקת דק, זה כמעט שחור. נמס 2233 מעלות צלזיוס, הרתיחה מתחילה חתך 4603 ^ג עבור לכידת ניטרונים תרמיים הוא סוג מאוד גבוה. זירקוניום, הפניום, בניגוד, הוא ברמה של סעיף שלושה סדרי גודל חלש. בעת לכידת Hf שווה 115 ברים, ב זירקוניום הוא רק על 0.2 בר. יש הפניום רמה דומה של קיבולת החום של גרמניום (גה) הוא נורמלי. שיא החום המבוקש הוא 60-80 קלווין. אי אפשר להסביר כל תיאוריה הקשורה בכוח הוק, אשר נגרמת על ידי חוסר היכולת של סופרפוזיציה איינשטיין של פונקציות לספק עקומה עם מקסימום.

תכונות כימיות

יש הפניום התנגדות x-iCal היא הרבה יותר חזקה מאשר זירקוניום המקביל. יש מתכת עצם אינרציה גדולה למדי, אשר מזוהית עם סרט תחמוצת פאסיב אשר נוצר על הפניום. Hf Best מתמוססים חומצה הידרופלואורית, חומצה הידרופלואורית, תערובת של חומצה חנקתית Regia אקווה. בטמפרטורות גבוהות, הוא משריפת חמצן ובחוץ מתחיל להתחמצן. ניתן להצטרף x-הפרמטר הגיב עם הלוגנים. יש לו את המאפיינים של טבע הידרופובי.

תרכובות דוּ שָׁלוֹשׁ ו tetravalent Hf

ערך ערכי אלמנט זה משתנה, בהתאם לערכים שונים של מספר קישורי x-ing אפשריים, יש כמה תרכובות הפניום חשובות עם חומרים אחרים.

הפניום dibromide divalent יש צבע ירוק כהה. בטמפרטורה של 400 מעלות צלזיוס מתחילה תהליך הפירוק כדי ליצור את HF ו HfBr4. בענף חילוץ disproportionation HfBr3 בריק תחת השפעה תרמית.

Trivalent Hf מיוצג tribromide (HfBr3) - החומר הוא שחור וכחול, די מוצק. בהשפעת הטמפרטורה של 400 מעלות צלזיוס מתחילה מידתי לשני רכיבים tetrabrombity dibrombidy ו הפניום. השיטה מורכבת בהשגת התאוששות HfBr4 ידי חימום מימן, אופציונלי בתוספת אלומיניום.

תרכובות של הפניום tetravalent מתייחס למספר גדול למדי של תרכובות, כלומר HfO2 - זה דו ו הידרוקסיד x הנוסחה XYZ HF (OH) 4. מיד הם tretrahlorid (HfCl4), tetrafluoride (HfF4), tetraiodide (HfI4) ואת הפניום tetrabomid הנ"ל (HFBR), שם הוא עדיין hydrogenphosphates הפניום (Hf (HPO4) 2).

בשימוש בחיי היומיום ותקשורת עם רפואה

הפניום נמצא בשימוש בתחומים רבים של פעילות של המין האנושי. זאת בשל מגוון של מאפייני איכות, תכונות שהופכות אותו חומר חומר חיוני במגוון סקטורים של ציד אדם, צבא ואפילו תעשיית גרעין.

אז איך אתם משתמשים הפניום? השימוש ברפואה - הוא אחת אפשרויות רבות, שבו אתה יכול להשתמש את המאפיינים של המתכת. מאז קרבידים Hf של עבודה מאומצת, כמעט אינו כפוף קורוזיה, הם יכולים לשמש לייצור סכו"ם המשמש רופאים והשימוש בהם בייצור מראה רנטגן.

אלמנט עם תכונות מצוינות של שניהם האופי הכימי והפיזי - הוא הפניום. השימוש בבית זה כחומר לייצור רדיו, צינורות ברדיו ובטלוויזיה. זה נעשה שימוש נרחב ב תעשיית המתכות כדי להקנות מתכות אחרות טוב יותר פיסיקליים טכנית מכאנית. יישום הפניום הוא גם הנדסת x-השמים, אבל משמש לעתים רחוקות בגלל המחסור שלה ואת השימושים חשובים יותר.

השימוש הפניום בבית המלאכה הצבאית

איך עוד אפשר להשתמש הפניום? שימוש התחמשות - הוא תחום אחר של פעילות אנושית, אשר אינה שלמה בלי אלמנט זה. תחמוצות, silicides, borides ו קרבידים של הפניום הם תרכובות עקשניות מאוד, ומסיבה זו, בשנת מלאכה צבאית יכול לשמש ציפוי מגן. זה גם מאוד sverhzharoprochnym המאפשר Hf ותרכובות לייצור חלקים המיועדים מטוסים מהירים וטילים, וחלליות.

מאז 1998, נעשו ניסיונות ליצור "פצצת הפניום", המבוסס על איזומר 187m2Hf. אבל כתוצאה של מחקר ובדיקת הרעיון היה בלתי נסבל, זה נובע מחוסר הזדמנויות עם טכנולוגיות נוכחיות כדי להשיג את שחרורו של עודף אנרגיה מהליבה של הטופס של איזומר.

אחרים משתמשים בחומר פשוט Hf

בהנדסה גרעינית, יחד עם האזורים הנ"ל, אך מספר גדול יותר גם השתמש הפניום. איפה מתכת זו משמשת? בגלל יכולתו ללכוד ניטרונים של מוטות Hf מבוצעים להסדרת הזכוכית והקרמיקה המיוחדת.

בשנת תפקוד בעבודה הפניום יחסית נמוך (3,53eV) ומסיבה זו הוא יכול לשמש בייצור קתודית ורובים אלקטרונים. המטוס של מנועים גרעיניים פאזי הגז ניתן למצוא borides ו קרבידים של הפניום, ולייתר דיוק בחלק האלמנטים המבניים.

הפניום אפילו מוצא יישום בייצור סוג תרמיונית גנרטורים חשמליים מופיע בדרך כלל מנועי יונים. על בסיס HfO2 הם דיאלקטריים בעלי רמה גבוהה יותר קבוע דיאלקטרי. בעתיד הוא מתוכנן להחליף את כל תחמוצת סיליקון כרגיל המיקרואלקטרוניקה על תחמוצת HfO2. החלפה זו תגדיל את האינדקס של אלמנטי צפיפות על השבב.

לסיכום ניתן לומר כי הפניום, השימוש המתקיים במגוון מגזרי הפעילות האנושית, החל וכלה צבאית גרעינית היומיום, היא מרכיב חשוב מאוד. זוהי דרישה גבוהה מאוד, ואת המתכת בטבע תמיד מלווה זירקוניום. הנדירות ומאפייניה לקבוע את מאפייני האיכות של עלות גבוהה יחסית.