Характеристика гафния: свойства и области применения

Металл был открыт интернациональным дуэтом химиков — датским Дирком Костером и венгерским Джорджем Шарлем де Хевеши в 1923 году, которые использовали метод (известный теперь как рентгеновская спектроскопия) изучения расположения внешних электронов атомов в образцах циркониевой руды. Между тем гафний обладает электронной структурой, предсказанной ещё Нильсом Бором, а Костер и Хевеши нашли только соответствующую закономерность.

Названный от латинского названия Копенгаген, этот химический элемент представляет собой блестящий серебристо-серый металл, который обычно встречается вместе с цирконием.

Физические свойства элемента

Элемент входит в 4-ю группу, 6-й период периодической системы элементов Д. Менделеева. Основные характеристики:

  • Температура плавления — 2233°C.
  • Температура кипения — 4850°C.
  • Плотность – 13,3 г/см3.
  • Атомный номер – 72.
  • Относительная атомная масса — 178,48.
  • Электроотрицательность – 1,3.
  • Край поглощения рентгеновского излучения – 18981 А0.
  • Электронная конфигурация — 4f145d26s2.
  • При температуре 20°C металл имеет три ключевых (устойчивых) изотопа — 177Hf, 178Hf, 180Hf.

    По своему внешнему виду представляет собой блестящий серебристый металл, устойчивый к коррозии и очень пластичный: в холодной состоянии легко обрабатывается деформированием, в частности, волочением. Объясняется это тем, что он имеет плотноупакованную гексагональную кристаллическую структуру, допускающую одновременно несколько направлений скольжения.

    Прочная и плотная оксидная поверхностная пленка помогает защищать металл от коррозии. На химический элемент также не действуют щёлочи и кислоты (за исключением плавиковой кислоты HF). Однако металл активно реагирует с кислородом, азотом, углеродом, бором, серой и кремнием.

    География добычи

    Большинство минералов, которые содержат цирконий, имеют в своём составе и несколько процентов гафния, поэтому указанные два элемента сложнее всего разделить. Их химия также практически идентична, ввиду чего данный металл получают теми же методами, что и цирконий.

    Минералы, содержащие гафний, встречаются крайне редко. В основном он получается как побочный продукт обработки циркониевой руды. Для промышленного извлечения чаще всего используется циркон. Это минерал с высокой плотностью, который накапливается в россыпных месторождениях, как правило, вместе с минералами титана. Наиболее известные промышленные месторождения известны в Австралии, Южной Африке, Казахстане и США, незначительный процент циркониевых руд имеется в Украине и в Китае.

    Металл относится к виду крайне редких. Его расчётное содержание в земной коре составляет 3,0 миллиграмма на килограмм, а в воде морей и океанов — 7×10-6 миллиграммов на литр. Поэтому гафний, свойства которого изучены ещё недостаточно, не имеет отработанных технологических процессов своей добычи.

    Технологии промышленного получения

    Предыдущая
    МатериаловедениеВиды и режимы термической обработки стали
    Следующая
    МатериаловедениеХарактеристика быстрорежущих сталей: марки, производство и улучшение
    Помогли? Поставьте оценку, пожалуйста.
    Плохо
    0
    Хорошо
    0
    Супер
    0
    Спринт-Олимпик.ру
    Мы в ВК, подпишись на нас!

    Подпишись на нашу группу в ВКонтакте, чтобы быть в курсе выхода нового материала...

    Вступить
    ×