Termékek
-
Hafnium-tetraklorid
Hafnium-tetraklorid (HfCl₄)A HfCl₄ egy nagy értékű szervetlen vegyület, amelyet széles körben alkalmaznak prekurzorként a fejlett magas hőmérsékletű kerámiák, nagy teljesítményű fénykibocsátó diódák (LED-ek) foszforanyagai és heterogén katalizátorok szintézisében. Figyelemre méltó, hogy kivételes Lewis-savassággal rendelkezik, ami rendkívül hatékonnyá teszi az olefin polimerizációban és a különféle szerves átalakításokban. A félvezetőgyártás, a repülőgépipar és a következő generációs elektronikai anyagok bővülő alkalmazásai miatt a HfCl₄ iránti globális kereslet tartós növekedést mutatott. Ipari méretű termelése azonban továbbra is technikailag igényes – szigorú folyamatszabályozást, ultra nagy tisztaságú alapanyagokat és a szigorú környezetvédelmi, egészségügyi és biztonsági (EHS) előírások betartását igényli. Tekintettel a nagy teljesítményű funkcionális anyagok és speciális katalizátorok előállításában betöltött kulcsszerepére, a HfCl₄-t egyre inkább stratégiai nyersanyagként ismerik el a fejlett anyagtudományban és a finomkémiai szintézisben.
Hafnium, 72Hf Megjelenés Acélszürke Rendszám (Z) 72 Fázis az STP-n Szilárd Olvadáspont 2506 K (2233 ℃, 4051 ℉) Forráspont 4876 K (4603 ℃, 8317 ℃) Sűrűség (20 ℃-on) 13,281 g/cm³3 Folyékony állapotban (op. hőmérsékleten) 12 g/cm²3 Olvadáshő 27,2 kJ/mol Párolgáshő 648 kJ/mol Moláris hőkapacitás 25,73 J/(mol·K) Fajlagos hőkapacitás 144,154 J/(kg·K) 5N tisztasági fokozatú hafnium-tetraklorid vállalati szabványa
Szimbólum Li 7 (ppb) Legyen 9 (ppb) Na 23 (ppb) Mg 24 (ppb) Al 27 (ppb) K 39 (ppb) Ca 40 (ppb) V 51 (ppb) Cr 52 (ppb) Mn 55 (ppb) Fe 56 (ppb) Co 59 (ppb) Ni 60 (ppb) Cu 63 (ppb) Zn 66 (ppb) Ga 69 (ppb) Ge 74 (ppb) Sr 87 (ppb) UMHT5N 0,371 2.056 17.575 6.786 87.888 31.963 66.976 0.000 74.184 34.945 1413,776 21.639 216.953 2.194 20.241 12.567 8.769 3846,227 Zr 90 (ppb) Nb 93 (ppb) Mo98 (ppb) Pd106 (ppb) Ag 107 (ppb) Mint 108 (ppb) Cd 111 (ppb) 115-ben (ppb) Sn 118 (ppb) Sb 121 (ppb) Ti131 (ppb) Ba 138 (ppb) W 184 (ppb) Au -2197 (ppb) Hg202 (ppb) Tl 205 (ppb) Pb-208 (ppb) Bi 209 (ppb) 41997,655 8.489 181.362 270.662 40.536 49.165 5.442 0,127 26.237 1.959 72.198 0,776 121.391 1707.062 68.734 0,926 14.582 36.176 Megjegyzés: A fenti paramétereket ICP-MS-sel detektálták.
A hafnium-tetraklorid (HfCl₄) színtelen, kristályos szilárd anyag, amelynek molekulatömege 320,30 g/mol, CAS regisztrációs száma 13499-05-3. 320 °C-on olvad, és környezeti nyomáson körülbelül 317 °C-on szublimál. A vegyület rendkívül higroszkópos, és exotermikusan és hevesen reagál a nedvességgel, ezért vízmentes, inert légköri körülmények között (pl. argon vagy nitrogén) kell tárolni, szorosan lezárt tartályokban. Erős maró hatása miatt a bőrrel vagy szemmel való közvetlen érintkezés súlyos kémiai égési sérüléseket okozhat. Mivel 8. osztályba sorolható maró hatású veszélyes anyag (UN2509), kezelése megfelelő személyi védőfelszerelést (PPE) igényel, beleértve a vegyszerálló kesztyűt, védőszemüveget és légzésvédőt, ahol porképződés lehetséges.
Mire használják a hafnium-tetrakloridot?
Hafnium-tetraklorid (HfCl₄)egy sokoldalú szervetlen vegyület, amely egyedi kémiai tulajdonságainak köszönhetően széles körben alkalmazható számos high-tech területen:
- Félvezetők és elektronikai anyagok: Kulcsfontosságú prekurzorként szolgál nagy dielektromos állandójú anyagok (például hafnium-dioxid) előállításához, amelyeket tranzisztorkapu-szigetelő rétegekben használnak a chipek teljesítményének jelentős javítása érdekében. Széles körben alkalmazzák kémiai gőzfázisú leválasztási (CVD) eljárásokban is fémes hafnium vagy hafniumvegyület vékonyrétegek leválasztására, amelyeket nagy teljesítményű tranzisztorokban, memóriaeszközökben stb. alkalmaznak.
- Ultramagas hőmérsékletű kerámiák és repülőgépipar: Ultramagas hőmérsékletű kerámia anyagok gyártásához használják, amelyek kiváló magas hőmérsékleti ellenállást, kopásállóságot és korrózióállóságot mutatnak. Ezek a kerámiák alkalmasak extrém környezeti körülményekre, például repülőgép-hajtóművek forró részeihez és rakétafúvókákhoz. Ezenkívül nagy teljesítményű LED-ek csomagolóanyagaiban is használhatók az eszközök hőelvezetésének és élettartamának javítása érdekében.
- Katalízis és szerves szintézis: Hatékony Lewis-sav katalizátorként elősegíti az olyan reakciókat, mint az olefinek polimerizációja (pl. Ziegler-Natta katalizátorok prekurzoraként), alkoholok és savak észteresítése, acilezés és 1,3-dipoláris cikloaddíciók, növelve a reakciósebességet és a szelektivitást. Felhasználják illatanyagok és gyógyszerek finomkémiai szintézisében is.
- Atomipar: Jó termikus és kémiai stabilitásának köszönhetően nukleáris reaktorok hűtőrendszereiben és nukleáris üzemanyagok bevonóanyagaként alkalmazzák, javítva a korrózióállóságot és a termikus stabilitást.
- Energiaágazat: Nyersanyagként használják szilárd elektrolit anyagok, például lítium-hafnium-foszfát szintéziséhez, nagy ionvezető képességű lítium akkumulátorok fejlesztéséhez. Emellett prekurzorként szolgál a nagy kapacitású katódanyagokhoz lítium- és nátriumion-akkumulátorokban.
- Cirkónium-hafnium szétválasztás: A cirkónium-tetraklorid és a hafnium-tetraklorid közötti illékonysági különbség kihasználásával frakcionált desztillációval vagy gázkromatográfiával hatékonyan szétválaszthatók. Ez egy fontos ipari módszer a tiszta hafnium előállítására.
Összefoglalva, a hafnium-tetraklorid pótolhatatlan szerepet játszik a félvezetőkben, a fejlett anyagokban, a katalízisben, az atomenergiában és az új energiaágazatokban, és a modern high-tech iparágak alapvető nyersanyagává vált.