Гафний тетрахлорид (HfCl₄)нь дэвшилтэт өндөр температурт керамик, өндөр хүчин чадалтай гэрэл ялгаруулах диод (LED)-ийн фосфорын материал, олон төрлийн катализаторын синтезд урьдал бодис болгон өргөн хэрэглэгддэг өндөр үнэ цэнэтэй органик бус нэгдэл юм. Энэ нь онцгой Льюисийн хүчиллэг чанарыг харуулдаг бөгөөд энэ нь олефины полимержилт болон олон төрлийн органик хувиргалтад өндөр үр дүнтэй болгодог. Хагас дамжуулагч үйлдвэрлэл, сансар судлалын инженерчлэл, дараагийн үеийн электрон материалын хэрэглээ өргөжиж байгаатай холбогдуулан HfCl₄-ийн дэлхийн эрэлт тогтвортой өсөлтийг харуулсан. Гэсэн хэдий ч үйлдвэрлэлийн хэмжээний үйлдвэрлэл нь техникийн хувьд өндөр шаардлага тавьдаг хэвээр байгаа бөгөөд хатуу процессын хяналт, хэт өндөр цэвэршилттэй түүхий эд, байгаль орчин, эрүүл мэнд, аюулгүй байдлын (EHS) хатуу дүрэм журмыг дагаж мөрдөхийг шаарддаг. Өндөр хүчин чадалтай функциональ материал, тусгай катализаторыг бий болгоход гол үүрэг гүйцэтгэдэг тул HfCl₄ нь дэвшилтэт материалын шинжлэх ухаан, нарийн химийн синтезийн стратегийн түүхий эд гэж улам бүр хүлээн зөвшөөрөгдөж байна.
| Хафниум, 72Hf | |
| Гадаад төрх | Ган саарал |
| Атомын тоо (Z) | 72 |
| STP-ийн үе шат | Хатуу |
| Хайлах цэг | 2506 K (2233℃, 4051 ℉) |
| Буцалгах цэг | 4876 K (4603 ℃, 8317 ℃) |
| Нягт (20℃ дээр) | 13.281 г/см33 |
| Шингэн үед (mp) | 12 г/см33 |
| Хайлалтын дулаан | 27.2 кЖ/моль |
| Ууршилтын дулаан | 648 кЖ/моль |
| Молийн дулаан багтаамж | 25.73 Ж/(моль·К) |
| Тодорхой дулаан багтаамж | 144.154 Ж/(кг·К) |
5N цэвэршилтийн зэрэглэлийн гафний тетрахлоридын аж ахуйн нэгжийн стандарт
| Тэмдэг | Ли 7 (ppb) | 9 (ppb) байх | Na 23 (ppb) | Mg 24 (ppb) | Ал 27 (ppb) | K 39 (ppb) | Кали 40 (ppb) | V 51 (ppb) | Cr 52 (ppb) | Mn 55 (ppb) | Fe 56 (ppb) | 59-р хороо (ppb) | Ni 60 (ppb) | Cu 63 (ppb) | Zn 66 (ppb) | Га 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) | Мо98 (ppb) | Pd106 (ppb) | Ag 107 (ppb) | 108 (ppb) байдлаар | Cd 111 (ppb) | 115 онд (ppb) | Sn 118 (ppb) | Sb 121 (ppb) | Ti131 (ppb) | Ba 138 (ppb) | W 184 (ppb) | Ау -2197 (ppb) | Hg 202 (ppb) | Tl 205 (ppb) | Pb 208 (ppb) | Би 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 |
Тайлбар: Дээрх параметрүүдийг ICP-MS илрүүлсэн.
Гафний тетрахлорид (HfCl₄) нь 320.30 г/моль молекул жинтэй, CAS бүртгэлийн дугаар 13499-05-3 бүхий өнгөгүй, талст хатуу бодис юм. Энэ нь 320 °C-д хайлж, орчны даралтын дор ойролцоогоор 317 °C-д сублимацид ордог. Энэ нэгдэл нь маш гигроскопик бөгөөд чийгтэй экзотермик болон хүчтэй урвалд ордог тул усгүй, идэвхгүй агаар мандлын нөхцөлд (жишээлбэл, аргон эсвэл азот) нягт битүүмжилсэн саванд хадгалах шаардлагатай болдог. Хүчтэй зэврэлтээс шалтгаалан арьс эсвэл нүдэнд шууд хүрэх нь химийн хүнд түлэгдэлтэд хүргэж болзошгүй. 8-р ангиллын зэврэлт аюултай бодис (UN2509) тул харьцахдаа химийн бодист тэсвэртэй бээлий, нүдний шил, тоос үүсэх боломжтой амьсгалын замын хамгаалалт зэрэг зохих хувийн хамгаалах хэрэгсэл (PPE) шаардлагатай.
Гафний тетрахлоридыг юунд ашигладаг вэ?
Хафний тетрахлорид (HfCl₄)нь өвөрмөц химийн шинж чанараараа олон тооны өндөр технологийн салбарт өргөн хэрэглэгддэг олон талт органик бус нэгдэл юм.
- Хагас дамжуулагч ба электрон материал: Энэ нь өндөр диэлектрик тогтмол материал (жишээлбэл, гафний давхар исэл) бэлтгэх гол урьдал материал болж, чипийн гүйцэтгэлийг мэдэгдэхүйц сайжруулахын тулд транзисторын хаалганы тусгаарлагч давхаргад ашиглагддаг. Мөн өндөр хүчин чадалтай транзистор, санах ойн төхөөрөмж гэх мэтт металл гафний эсвэл гафний нэгдлийн нимгэн хальсыг хуримтлуулах химийн ууршуулах (CVD) процесст өргөн хэрэглэгддэг.
- Хэт өндөр температурт тэсвэртэй керамик ба сансрын хөлөг: Өндөр температурт тэсвэртэй, элэгдэлд тэсвэртэй, зэврэлтэнд тэсвэртэй хэт өндөр температурт тэсвэртэй керамик материал үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Эдгээр керамик нь нисэх онгоцны хөдөлгүүрийн халуун хэсэг, пуужингийн хошуу зэрэг эрс тэс орчинд тохиромжтой. Нэмж дурдахад, төхөөрөмжийн дулаан тархалт болон ашиглалтын хугацааг сайжруулахын тулд өндөр хүчин чадалтай LED сав баглаа боодлын материалд ашиглаж болно.
- Катализ ба органик синтез: Үр ашигтай Льюис хүчлийн катализаторын хувьд энэ нь олефины полимержилт (жишээ нь, Зиглер-Натта катализаторын урьдал бодис), спирт ба хүчлүүдийн эфиржилт, ацилизаци, 1,3-диполяр цикло нэмэлт зэрэг урвалуудыг дэмжиж, урвалын хурд болон сонгомол чанарыг нэмэгдүүлдэг. Мөн үнэртэн болон эмийн нарийн химийн синтезд ашигладаг.
- Цөмийн үйлдвэрлэл: Дулаан болон химийн сайн тогтвортой байдлаа ашиглан цөмийн реакторын хөргөлтийн системд болон цөмийн түлшний бүрэх материал болгон ашиглаж, зэврэлтээс хамгаалах чадвар болон дулааны тогтвортой байдлыг сайжруулдаг.
- Эрчим хүчний салбар: Лити гафний фосфат зэрэг хатуу электролит материалыг нийлэгжүүлэх түүхий эд болгон ашигладаг бөгөөд өндөр ионы дамжуулалттай литийн батерейг боловсруулдаг. Мөн лити болон натрийн ионы батерейны өндөр багтаамжтай катодын материалын урьдал түүхий эд болдог.
- Цирконий-Хафний ялгах арга: Цирконий тетрахлорид ба гафний тетрахлоридын хоорондох хэлбэлзлийн зөрүүг ашиглан тэдгээрийг фракцийн нэрэлт эсвэл хийн хроматографийн аргаар үр дүнтэй ялгаж болно. Энэ нь цэвэр гафниум гаргаж авах чухал үйлдвэрлэлийн арга юм.
Товчхондоо, гафний тетрахлорид нь хагас дамжуулагч, дэвшилтэт материал, катализ, цөмийн эрчим хүч, шинэ эрчим хүчний салбарт орлуулшгүй үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд орчин үеийн өндөр технологийн салбарын гол түүхий эд болж байна.
