ഹഫ്നിയം: ആപ്ലിക്കേഷനും പ്രോപ്പർട്ടീസും

ഈ ലേഖനത്തിൽ ആമുഖം വായനക്കാരനെ ഹഫ്നിയം (ഒരു രാസഘടകകം) എന്താണെന്ന് കണ്ടുപിടിക്കാൻ അനുവദിക്കും, ഇത് പ്രയോഗത്തിന്റെ വിവിധ മേഖലകളിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. വസ്തുവിന്റെ രാസവസ്തുക്കളും ശാരീരിക സ്വഭാവവും, ഗ്രഹത്തെ കണ്ടെത്തുന്നതിനുള്ള മാർഗ്ഗങ്ങളും ഗ്രഹത്തെ കണ്ടെത്തുന്നതും, ഈ മൂലകത്തിന്റെ കണ്ടുപിടിത്തത്തിന്റെ ചുരുക്കപ്പേരുകൾ പരിഗണിക്കപ്പെടും.

എന്താണ് ഹഫ്നിയം?

ആവർത്തനപ്പട്ടികയിലെ ഒരു രാസഘടകമാണ് ഹാഫിനിയം. ആറാമത്തെ കാലഘട്ടത്തിലെ നാലാമത്തെ ഗ്രൂപ്പിലാണ് ആറ്റമിക് നമ്പർ എഴുപത്തിരണ്ട്. ലളിതമായ തരത്തിലുള്ള പദാർത്ഥങ്ങളെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു, ഉയർന്ന സാന്ദ്രതയും തീർക്കുകയും, മെറ്റൽ നിറം വെള്ളനിറത്തിലുള്ള വെള്ളയാണ്. ഹാഫ്നിയം രണ്ടു മാറ്റങ്ങളിലാണ് നിലനിൽക്കുന്നത്. 2016 ലെ കെൽവിൻ എന്ന താപത്തിന്റെ സ്വാധീനം അനുസരിച്ച് അസ്ട്രോട്ടിക മാറ്റങ്ങളിലൂടെ കടന്നുപോകുന്ന ഒരു ഹെഡ്കോൺകോൺ തരം, ശരീരത്തിൽ കേന്ദ്രീകൃതമായ ഒരു ക്യുബിക് ജെയ്റ്റിന്റെ അവസ്ഥയായി മാറുന്നു. ഊഷ്മാവിൽ താപനിലയിലും ഹെക്സേഗൻ സിഗണിയിൽ ഒരു ഘടനയുണ്ട്.

ഇനം കണ്ടെത്തൽ ചരിത്രത്തിൽ നിന്ന്

ഈ മൂലകത്തിന്റെ കണ്ടുപിടിത്തം 1923 ലാണ് നടന്നത്, ഗോർഗോ ഡി ഡി ഹെശവി, കോസ്റ്റർ ഡിർക് എന്നിവരാണ്. എൻ ബോറിന്റെ നിഗമനങ്ങളെ ആസ്പദമാക്കി ഹാഫ്നിയത്തിന്റെ ഗുണദോഷങ്ങളെക്കുറിച്ചും ബഹുവിധ സ്വഭാവഗുണങ്ങളെക്കുറിച്ചും പ്രവചിക്കാൻ അവർക്കായിരുന്നു. ഫ്രഞ്ചുകാരനായ ജെ. ഉർബെന്റെ പ്രവർത്തനത്തെ വിശകലനം ചെയ്ത അദ്ദേഹം കെൽറ്റിനെ ഒരു പുതിയ മൂലകം കണ്ടെത്തിയെന്ന് വിശ്വസിച്ചു. എന്നിരുന്നാലും ലൂത്സിം, യ്ട്ർബറി എന്നിവയുടെ ചെറിയ അളവിലുള്ള ഹഫ്നിയത്തിന്റെ മിശ്രിതമാണ് കെൽടിയം.

നീൽസ് ബോർ, ക്വാട്ടം മെക്കാനിക്കൽ കണക്കുകൂട്ടലുകളിലൂടെ പഠനം നടത്തി, ഹഫിനിയം, ടിസിഎ എസിയിലെ 71 എന്ന മൂലകത്തിന്റെ ഒരു സാമ്യമാണ്. എക്സ്-റേ സ്പെക്ട്രൽ രീതി ഉപയോഗിച്ച ശേഷം കണ്ടുപിടിത്തപ്പെട്ട നഗരത്തിന്റെ പേരിനൊപ്പം, നോർവ്വെ, ഗ്രീൻലാൻറ് എന്നീ റിക്രൂട്ട്മെന്റ് ആവർത്തിച്ച് വിശകലനം ചെയ്ത ഗഫിജി ഡി ഹീഷേവി, കോസ്റ്റർ ഡിർക് എന്നിവ ഹഫിനിയത്തിന്റെ ഒരു പുതിയ മൂലകത്തിന്റെ കണ്ടെത്തൽ പ്രഖ്യാപിച്ചു. എക്സ്-റേ ലൈനുകളുടെ സമാനത തിരിച്ചറിയുന്നത് ശാസ്ത്രജ്ഞരെ പുതിയ എക്സ്-റേ ഘടകം കണ്ടുപിടിക്കാൻ അനുവദിച്ചു.

ലഭിക്കാനുള്ള വഴികളും ലോക സ്റ്റോക്കുകളും

ഹഫ്നിയം ഭൂമിയിലെ തവിട്ടുനിറത്തിലാണ്, പക്ഷേ അതിന്റെ ധാതു ഇല്ല, അതിനാൽ അത് സിർക്കോണിയത്തിന്റെ ഒരു ഉപഗ്രഹമാണ്. ധാതുക്കളുടെ അളവ് 2.5 ശതമാനമാണ്, വാർഷിക ഉൽപ്പാദനം എഴുപത് ടണ്ണാണ്. ഹഫ്നിയം വളരെ ചെലവേറിയ സമ്പത്ത് ആണ്, അതിന്റെ പ്രധാന സ്ഥാനങ്ങൾ ഓസ്ട്രേലിയ, ദക്ഷിണാഫ്രിക്ക, യുണൈറ്റഡ് സ്റ്റേറ്റ്സ്, ഇന്ത്യ, ബ്രസീൽ എന്നിവ കേന്ദ്രീകരിച്ചിരിക്കുന്നു. കൈമാറ്റത്തിന്റെ ക്രമത്തിൽ രാജ്യങ്ങളുടെ സ്ഥാനം രാജ്യത്തിലെ എച്ഡിഎഫിന്റെ സ്ഥലങ്ങളനുസരിച്ചുള്ള സ്ഥലങ്ങളുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. റഷ്യയും ഉക്രെയ്നും ഈ ലോഹത്തിന്റെ വലിയ കരുതൽ ശേഖരമാണെന്നതും ശ്രദ്ധേയമാണ്. അതിൽ ഭൂരിഭാഗവും സിർക്കോണിയം, ലോപാരൈറ്റ്, ബേഡ്ഡീലൈറ്റ് എന്നിവയിൽ കേന്ദ്രീകരിച്ചിരിക്കുന്നു.

ശാരീരിക പ്രത്യേകതകൾ

ഹഫ്നിയത്തിന്റെ ഭൗതിക ഗുണങ്ങളുടെ ഒരു ഭാഗം മുകളിൽ സൂചിപ്പിച്ചിരുന്നു. ഈ ഭൗതികഭാഗം കറങ്ങിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്ന ഒരു കറുത്ത നിറം എടുത്ത് കറുപ്പ് മാറുന്നുവെന്നത് നിങ്ങൾക്ക് അവരെ കൂട്ടിച്ചേർക്കാൻ കഴിയും. 2233 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസായി മാറുന്നു, തിളയ്ക്കുന്നത് 4603 ^o C. താപ തരം ന്യൂട്രോണുകൾ പിടിച്ചെടുക്കാൻ ക്രോസ് സെക്ഷൻ വളരെ ഉയർന്നതാണ്. ഹഫിനിയത്തിന് വിപരീതമായി സിർക്കോണിയം ക്രോസ് സെക്ഷൻ ലവൽ, അത് മൂന്നു വലുപ്പത്തിലുള്ള അളവിലുള്ള ദുർബലമാണ്. Hf ന്റെ സംഗ്രഹം 115 ബാറുകളാണെങ്കിലും സിർകോണിയത്തിൽ അത് 0.2 ബാർ മാത്രമാണ്. ഹഫിനിയത്തിന് പ്രത്യേക ജർമ്മനിയിലെ ജെർമാനിം (ജെ) അനുപാതമാണ്. 60-80 കെൽവിനിലെ ഉയർന്ന താപനിലയാണ് കൊടുക്കുന്നത്. ഹുക്ക് സേനയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട എന്തെങ്കിലും സിദ്ധാന്തം ഇത് വിശദീകരിക്കാൻ കഴിയില്ല. കാരണം, ഐൻസ്റ്റീൻ സൂപ്പർഫോക്സിനുള്ള പ്രവർത്തനത്തിൽ പരമാവധി ഒരു വയർ നൽകാൻ കഴിയാത്തതാണ്.

കെമിക്കൽ പ്രോപ്പർട്ടികൾ

സമാനമായ സിർക്കോണിയത്തേക്കാൾ വളരെ ശക്തമായ ഒരു എക്സ്-റേ പ്രതിരോധം ഹഫ്നിയത്തിന് ഉണ്ട്. ഈ ലോഹം വളരെ ഹൃദ്യമായിരിക്കണം. ഹഫ്നിയത്തിൽ രൂപം കൊള്ളുന്ന ഓക്സിജന്റെ ഒരു ചിത്രവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടതാണ്. Hydrofluoric acid ൽ ഹൈഡ്രോഫ്ലൂറിക് ആസിഡും നൈട്രിക് ആസിഡും റോയൽ വോഡ്കയും ചേർന്ന മിശ്രിതം Hf പിരിച്ചു കളയുന്നത് നല്ലതാണ്. ഉയർന്ന ഊഷ്മാവിൽ, അത് ഓക്സിജനിൽ കത്തുന്നതും തുറന്ന വായുവിൽ ഓക്സീകരിക്കപ്പെടുന്നതുമാണ്. ഹാലൊജനനോടൊപ്പം എക്സ്-റേ പ്രതികരണങ്ങളിൽ പ്രവേശിക്കാൻ കഴിയും. ഹൈഡ്രോഫോബിക് പ്രോപ്പർട്ടികൾ ഉണ്ട്.

രണ്ട്-, മൂന്നു- നാലു-മൂല്യം Hf സംയുക്തങ്ങൾ

ഈ മൂലകത്തിന് വാലന്റെ മൂല്യം വേരിയബിളും, x- കൂട്ടുകെട്ടുകളുടെ സംഖ്യയുടെ വ്യത്യസ്ത മൂല്യങ്ങൾക്കനുസരിച്ചും ഹഫ്നിയത്തിന്റെ മറ്റ് പല ഘടകങ്ങളും ഉണ്ട്.

ഡൈജന്റ് ഹഫ്നിയം ഡിബ്രോമൈഡ് കറുത്ത പച്ചനിറമുള്ള നിറമാണ്. 400 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് താപനിലയിൽ Hf, HfBr4 എന്നിവയുടെ രൂപവത്കരണത്തോടെ ദ്രവീകൃത പ്രക്രിയ ആരംഭിക്കുന്നു. വ്യവസായത്തിൽ, താപ പ്രവർത്തനത്തിന്റെ കീഴിൽ HfBr3 ഒരു ശൂന്യതയിൽ അനിയന്ത്രിതമാണ് ഇത് നിർമ്മിക്കുന്നത്.

ട്രിവാൻഡന്റ് എച്ച്.എഫ് ഡിസ്ക്രീമിഡ് (HfBr3) - കറുപ്പും നീല നിറവും ഉള്ള ഒരു വസ്തുവാണ്. 400 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിനു തുല്യമായ ഒരു താപനിലയുടെ സ്വാധീനത്തിൽ, ഹഫ്നിയം ടെട്ര്രംബ്രോബറ്റ്, ഡിബ്രോബോബിഡുകൾ എന്നിവയുടെ രണ്ടു ഘടകങ്ങളുമായി അനുപാതം തുടങ്ങുന്നു. ഹൈഡ്രജനിൽ ചൂടാക്കിക്കൊണ്ട് HfBr4 കുറയ്ക്കാൻ ഉൽപാദിപ്പിക്കുന്ന രീതി സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു, ഓപ്ഷണലായി അലുമിനിയം കൂടിച്ചേർന്ന്.

ടെട്രാവാലന്റ് ഹഫ്നിയത്തിന്റെ സംയുക്തങ്ങൾക്ക് ധാരാളം വലിയ സംയുക്തങ്ങളുണ്ട്, HfO2 അതിന്റെ ഡയോക്സൈഡും x-th ഫോർമുല Hf (OH) 4 ഉപയോഗിച്ച് ഹൈഡ്രോക്സൈഡും ആണ്. ടെട്രാക്ലോറൈഡ് (HfCl4), ടെട്രാഫ്ഫ്ലോറൈഡ് (HfF4), ടെട്രയോയ്ഡൈഡ് (HfI4), മുകളിൽ സൂചിപ്പിച്ച ഹഫ്നിയം ടെട്രാപോഡൈഡ് (HfBr) എന്നിവയും ഹഫ്നിയം ഹൈഡ്രജൻഫോസ്ഫേറ്റുകളും (Hf (HPO4) 2) ഉണ്ട്.

ദൈനംദിന ജീവിതത്തിലും മെഡിസിനുള്ള ആശയവിനിമയത്തിലും അപേക്ഷ

ഹഫ്നിയം അതിന്റെ പ്രയോഗത്തെ മനുഷ്യ വംശത്തിന്റെ നിരവധി മേഖലകളിൽ കണ്ടെത്തുകയാണ്. ഗുണപരമായ സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ, അവശ്യസാധനങ്ങൾ, മനുഷ്യ വ്യവസായങ്ങൾ, സൈനിക കാര്യങ്ങൾ, ആണവ വ്യവസായത്തിൽ പോലും ഒരു വസ്തുവായി മാറുന്നു.

ഹഫ്നിയം എങ്ങനെ ഉപയോഗിക്കാം? മെഡിസിനുള്ള അപേക്ഷ - ഈ ലോഹത്തിന്റെ സ്വഭാവം ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയുന്ന നിരവധി ഓപ്ഷനുകളിൽ ഒന്നാണ് ഇത്. Hf കാർബൈഡുകൾ ഭീമൻ ഡ്യൂട്ടി ആണെങ്കിൽ, പ്രായോഗികമായി നോൺ-മയക്കുമരുന്നായിത്തീരുന്നതിനാൽ, അത് ഡോക്ടർമാർ ഉപയോഗിക്കുന്ന വസ്തുക്കളെ മുറിച്ചെടുക്കാൻ ഉപയോഗിക്കാം, അവ എക്സ്-റേ കണ്ണാടി നിർമ്മിക്കുന്നതിനും ഉപയോഗിക്കുന്നു.

രാസവസ്തുക്കളുടേയും ശാരീരിക സ്വഭാവത്തിന്റേയും അസാധാരണമായ ഗുണങ്ങളുള്ള ഒരു ഘടകം ഹഫ്നിയം ആണ്. ദൈനംദിന ജീവിതത്തിൽ അപേക്ഷ, റേഡിയോ സാങ്കേതികവിദ്യ, റേഡിയോ ട്യൂബുകൾ, ടെലിവിഷൻ ട്യൂബുകൾ എന്നിവയുടെ നിർമ്മാണത്തിൽ ഒരു വസ്തുവായി അദ്ദേഹം കണ്ടെത്തുന്നു. ഉയർന്ന അളവിലുള്ള ഭൗതിക ഭൗതിക സാങ്കേതികവിദ്യയും മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളും മറ്റ് ലോഹങ്ങൾ നിർമ്മിക്കാനുള്ള ലക്ഷ്യത്തോടെ മെറ്റലർജിക്കൽ വ്യവസായത്തിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഹഫ്നിയം എക്സ്-റേ എൻജിനീയറിങ്ങിലും ഉപയോഗിച്ചിട്ടുണ്ട്, എന്നാൽ അതിന്റെ കുറവുകളും അപേക്ഷകളുടെ കൂടുതൽ പ്രാധാന്യവും മൂലം ഇത് വളരെ അപൂർവമായി ഉപയോഗിക്കാറില്ല.

സൈനിക കരതലത്തിൽ ഹഫ്നിയത്തിന്റെ ഉപയോഗം

ഹഫ്നിയം എങ്ങനെ ഉപയോഗിക്കാം? ആയുധത്തിലെ ഉപയോഗം, മനുഷ്യ ഘടകത്തിന്റെ മറ്റൊരു മേഖലയാണ്, അത് ഈ മൂലകമില്ലാതെ ചെയ്യാത്തതാണ്. ഹ്ഗ്നിനത്തിന്റെ ഓക്സൈഡുകൾ, സിലിക്കൈഡുകൾ, ബോറൈഡുകൾ, കാർബൈഡുകൾ എന്നിവ വളരെ ഫലപ്രദമല്ലാത്ത രാസവസ്തുക്കളാണ്, അതിനാൽ സൈനിക കരകൗശലത്തിൽ അവ സംരക്ഷക പൂശിയായി ഉപയോഗിക്കാവുന്നതാണ്. അത് വളരെ ഉയർന്ന ഊർജ്ജ സ്രോതസാണ്. സൂപ്പർ-ഹൈ സ്പീഡ് എയർക്രാഫ്റ്റുകൾക്കും റോക്കറ്റുകൾക്കുമുള്ള ഭാഗങ്ങൾ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കാൻ Hf, അതിന്റെ സംയുക്തങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കാനും ഇത് സഹായിക്കുന്നു.

1998 മുതൽ, ഹൌനിയം ബോംബ് നിർമ്മിക്കാൻ ശ്രമങ്ങൾ നടത്തിയിട്ടുണ്ട്. എന്നാൽ ഗവേഷണത്തിന്റെയും പരിശോധനയുടെയും ഫലമായി ഈ ആശയം അപ്രസക്തമാവുകയും, ഈ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ കാമ്പിൽ നിന്നും കൂടുതൽ ഊർജ്ജം ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ നിലവിലുള്ള സാങ്കേതികവിദ്യകൾ ഉള്ളതിനാലാണ് ഇത് സാധ്യമാകുന്നത്.

ലളിതമായ പദാർത്ഥത്തിന്റെ മറ്റ് അപേക്ഷകൾ Hf

ആണവോർജ്ജത്തിൽ, മുകളിൽ വിവരിച്ച ഗോളങ്ങളോടൊപ്പം, പക്ഷേ വലിയ അളവിൽ പോലും ഹാഫിനിയവും ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു. ഈ ലോഹം എവിടെയാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്? എച്ച്.എഫ്. ൽ നിന്ന് ന്യൂട്രോൺ കാപ്ച്ചർ ചെയ്യാനുള്ള കഴിവ്, നിയന്ത്രണം, വയർ, ഗ്ലാസ്, സെറാമിക് എന്നിവ ഉണ്ടാക്കുന്നു.

ഇലക്ട്രോണിക്ക് ഉൽപാദനത്തിന് (3.53 eV) താരതമ്യേന കുറഞ്ഞ പ്രകടനം ഹഫ്നിയത്തിന് ഉണ്ട്, അതിനാൽ അത് കാഥോഡുകളുടെയും ഇലക്ട്രോണിന്റെയും തോക്കുകളുടെ ഉത്പാദനത്തിൽ ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയും. ആണവ റിയാക്ടീവ് ഗ്യാസ്-ഫെയ്സ് എഞ്ചിനുകളിൽ ഹഫ്നിയത്തിന്റെ ബോറിഡുകളും കാർബൈഡുകളും കണ്ടെത്താം.

താപവൈദ്യുത തരം ജനറേറ്ററുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിലും ഹഫ്നിയം ഉപയോഗിക്കുന്നു, പലപ്പോഴും ഐയോണിക് എൻജിനുകളിൽ കാണപ്പെടുന്നു. HfO2 ന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ ഉയർന്ന അളവിലുള്ള പെർമിറ്റിവിറ്റി ഉള്ള ഡൈക്ലെക്രിക്സ് ഉണ്ടാകുന്നു. ഭാവിയിൽ, എച്ച്എഫ്ഒ 2 ഓക്സൈഡിനൊപ്പം മൈക്രോ ഇലക്ട്രോണിക്സിൽ പരിചിതമായ സിലിക്കൺ ഓക്സൈഡിന് പകരം വയ്ക്കാൻ പദ്ധതിയുണ്ട്. ചിപിലെ ഘടകങ്ങളുടെ സാന്ദ്രത വർദ്ധിപ്പിക്കും.

ഉപസംഹാരത്തിൽ, ഹഫ്നിയം, മനുഷ്യന്റെ പ്രവർത്തനങ്ങളുടെ അനേകം ശാഖകളിൽ നടക്കുന്നത്, ദൈനംദിന പ്രവൃത്തി ആരംഭിക്കുന്നതും സൈനികവും ആറ്റോമിക്കും അവസാനിക്കുന്നതും വളരെ പ്രധാനപ്പെട്ട ഒരു ഘടകമാണ്. ഇത് വളരെ ആവശ്യപ്പെട്ട ലോഹമാണ്, പ്രകൃതിയിൽ എപ്പോഴും സിർക്കോണിയം അനുഗമിക്കുന്നു. അപൂർവവും ഗുണപരവുമായ സ്വഭാവ സവിശേഷതകളുടെ സവിശേഷതയ്ക്ക് ഉയർന്ന ചെലവ് ഉണ്ടാക്കുന്നു.