హాఫ్నియం టెట్రాక్లోరైడ్ (HfCl₄)HfCl₄ అనేది ఒక అధిక-విలువైన అకర్బన సమ్మేళనం, దీనిని అధునాతన అధిక-ఉష్ణోగ్రత సిరామిక్స్, అధిక-శక్తి కాంతి-ఉద్గార డయోడ్ల (LEDలు) కోసం ఫాస్ఫర్ పదార్థాలు మరియు విజాతీయ ఉత్ప్రేరకాల సంశ్లేషణలో పూర్వగామిగా విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తారు. ముఖ్యంగా, ఇది అసాధారణమైన లూయిస్ ఆమ్లతను ప్రదర్శిస్తుంది, ఇది ఒలెఫిన్ పాలిమరైజేషన్ మరియు విభిన్న సేంద్రీయ పరివర్తనలలో దీనిని అత్యంత ప్రభావవంతంగా చేస్తుంది. సెమీకండక్టర్ తయారీ, ఏరోస్పేస్ ఇంజనీరింగ్ మరియు తదుపరి తరం ఎలక్ట్రానిక్ పదార్థాలలో విస్తరిస్తున్న అనువర్తనాల కారణంగా, HfCl₄ కోసం ప్రపంచవ్యాప్త డిమాండ్ నిరంతర వృద్ధిని కనబరిచింది. అయినప్పటికీ, దీని పారిశ్రామిక-స్థాయి ఉత్పత్తి సాంకేతికంగా చాలా కష్టతరమైనది—దీనికి కఠినమైన ప్రక్రియ నియంత్రణ, అత్యంత-స్వచ్ఛత కలిగిన ఫీడ్స్టాక్లు మరియు కఠినమైన పర్యావరణ, ఆరోగ్య మరియు భద్రతా (EHS) నిబంధనలకు అనుగుణంగా ఉండటం అవసరం. అధిక-పనితీరు గల క్రియాత్మక పదార్థాలు మరియు ప్రత్యేక ఉత్ప్రేరకాలను సాధ్యం చేయడంలో దాని కీలక పాత్రను బట్టి, HfCl₄ అధునాతన పదార్థాల శాస్త్రం మరియు సూక్ష్మ రసాయన సంశ్లేషణ కోసం ఒక వ్యూహాత్మక ముడి పదార్థంగా ఎక్కువగా గుర్తింపు పొందుతోంది.
| హాఫ్నియం, 72Hf | |
| స్వరూపం | స్టీల్ గ్రే |
| పరమాణు సంఖ్య (Z) | 72 |
| STP వద్ద దశ | ఘనమైన |
| ద్రవీభవన స్థానం | 2506 K (2233℃, 4051 ℉) |
| మరిగే స్థానం | 4876 K (4603 ℃, 8317 ℃) |
| సాంద్రత (20℃ వద్ద) | 13.281 గ్రా/సెం.మీ3 |
| ద్రవ స్థితిలో ఉన్నప్పుడు | 12 గ్రా/సెం.మీ3 |
| ద్రవీభవన ఉష్ణం | 27.2 kJ/mol |
| బాష్పీభవన ఉష్ణం | 648 kJ/mol |
| మోలార్ ఉష్ణ సామర్థ్యం | 25.73 J/(mol·K) |
| విశిష్ట ఉష్ణ సామర్థ్యం | 144.154 J/(kg·K) |
5N స్వచ్ఛత గ్రేడ్ హాఫ్నియం టెట్రాక్లోరైడ్ యొక్క ఎంటర్ప్రైజ్ ప్రమాణం
| చిహ్నం | Li 7 (ppb) | Be 9 (ppb) | Na 23 (ppb) | Mg 24 (ppb) | Al 27 (ppb) | కె 39 (పిపిబి) | Ca 40 (ppb) | వి 51 (పిపిబి) | 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) | 108 (పిపిబి) గా | Cd 111 (ppb) | 115 (ppb)లో | Sn 118 (ppb) | ఎస్బి 121 (పిపిబి) | Ti131 (ppb) | Ba 138 (ppb) | W 184 (ppb) | Au -2197 (ppb) | Hg 202 (ppb) | Tl 205 (ppb) | పిబి 208 (పిపిబి) | 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 |
వ్యాఖ్య: పై పారామితులను ICP-MS ద్వారా గుర్తించడం జరిగింది.
హాఫ్నియం టెట్రాక్లోరైడ్ (HfCl₄) అనేది 320.30 గ్రా/మోల్ అణుభారం మరియు 13499-05-3 CAS రిజిస్ట్రీ సంఖ్య కలిగిన ఒక రంగులేని, స్ఫటికాకార ఘనపదార్థం. ఇది 320 °C వద్ద కరుగుతుంది మరియు సాధారణ పీడనం వద్ద సుమారు 317 °C వద్ద ఉత్పతనం చెందుతుంది. ఈ సమ్మేళనం అత్యంత తేమను పీల్చుకునే గుణాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు తేమతో తీవ్రంగా, ఉష్ణమోచకంగా చర్య జరుపుతుంది. అందువల్ల దీనిని గాలి చొరబడని కంటైనర్లలో, నీరు లేని, జడ వాతావరణ పరిస్థితులలో (ఉదాహరణకు, ఆర్గాన్ లేదా నైట్రోజన్) నిల్వ చేయాలి. దీని బలమైన క్షయకారక గుణం కారణంగా, చర్మం లేదా కళ్ళతో నేరుగా తాకితే తీవ్రమైన రసాయన కాలిన గాయాలు సంభవించవచ్చు. ఇది క్లాస్ 8 క్షయకారక ప్రమాదకర పదార్థం (UN2509) కాబట్టి, దుమ్ము ఏర్పడే అవకాశం ఉన్నచోట దీనిని నిర్వహించడానికి రసాయన-నిరోధక చేతి తొడుగులు, కళ్లద్దాలు మరియు శ్వాస రక్షణతో సహా తగిన వ్యక్తిగత రక్షణ పరికరాలు (PPE) అవసరం.
హాఫ్నియం టెట్రాక్లోరైడ్ను దేనికి ఉపయోగిస్తారు?
హాఫ్నియం టెట్రాక్లోరైడ్ (HfCl₄)ఇది ఒక బహుముఖ అకర్బన సమ్మేళనం, ఇది దాని విశిష్ట రసాయన లక్షణాల కారణంగా అనేక హై-టెక్ రంగాలలో విస్తృతమైన అనువర్తనాలను కలిగి ఉంది:
సెమీకండక్టర్లు మరియు ఎలక్ట్రానిక్ పదార్థాలు: చిప్ పనితీరును గణనీయంగా మెరుగుపరచడానికి ట్రాన్సిస్టర్ గేట్ ఇన్సులేటింగ్ పొరలలో ఉపయోగించే అధిక డైఎలెక్ట్రిక్ స్థిరాంకం గల పదార్థాలను (హాఫ్నియం డయాక్సైడ్ వంటివి) తయారు చేయడానికి ఇది ఒక కీలకమైన పూర్వగామిగా పనిచేస్తుంది. అధిక పనితీరు గల ట్రాన్సిస్టర్లు, మెమరీ పరికరాలు మొదలైన వాటిలో ఉపయోగించే లోహ హాఫ్నియం లేదా హాఫ్నియం సమ్మేళనం పలుచని పొరలను నిక్షేపించడానికి రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ (CVD) ప్రక్రియలలో కూడా దీనిని విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తారు.
- అత్యధిక ఉష్ణోగ్రత సిరామిక్స్ మరియు ఏరోస్పేస్: అత్యుత్తమ అధిక ఉష్ణోగ్రత నిరోధకత, అరుగుదల నిరోధకత మరియు తుప్పు నిరోధకతను ప్రదర్శించే అత్యధిక ఉష్ణోగ్రత సిరామిక్ పదార్థాల తయారీలో వీటిని ఉపయోగిస్తారు. ఈ సిరామిక్స్ విమాన ఇంజిన్ హాట్ సెక్షన్లు మరియు రాకెట్ నాజిల్ల వంటి తీవ్రమైన వాతావరణాలకు అనుకూలంగా ఉంటాయి. అదనంగా, పరికరం యొక్క ఉష్ణ వెదజల్లుడు మరియు జీవితకాలాన్ని మెరుగుపరచడానికి దీనిని హై-పవర్ LED ప్యాకేజింగ్ మెటీరియల్స్లో కూడా ఉపయోగించవచ్చు.
- ఉత్ప్రేరణ మరియు సేంద్రీయ సంశ్లేషణ: ఒక సమర్థవంతమైన లూయిస్ ఆమ్ల ఉత్ప్రేరకంగా, ఇది ఒలెఫిన్ పాలిమరైజేషన్ (ఉదాహరణకు, జీగ్లర్-నాట్టా ఉత్ప్రేరకాలకు పూర్వగామిగా), ఆల్కహాల్లు మరియు ఆమ్లాల ఎస్టరిఫికేషన్, ఎసైలేషన్, మరియు 1,3-డైపోలార్ సైక్లోఅడిషన్స్ వంటి చర్యలను ప్రోత్సహిస్తుంది, తద్వారా చర్య రేట్లను మరియు ఎంపికను మెరుగుపరుస్తుంది. దీనిని సుగంధ ద్రవ్యాలు మరియు ఔషధాల ఫైన్ కెమికల్ సంశ్లేషణలో కూడా ఉపయోగిస్తారు.
- అణు పరిశ్రమ: దీని మంచి ఉష్ణ మరియు రసాయన స్థిరత్వాన్ని ఉపయోగించుకొని, తుప్పు నిరోధకత మరియు ఉష్ణ స్థిరత్వాన్ని మెరుగుపరచడానికి దీనిని అణు రియాక్టర్ శీతలీకరణ వ్యవస్థలలో మరియు అణు ఇంధనాలకు పూత పదార్థాలుగా ఉపయోగిస్తారు.
- శక్తి రంగం: అధిక అయానిక వాహకత గల లిథియం బ్యాటరీలను అభివృద్ధి చేయడానికి, లిథియం హాఫ్నియం ఫాస్ఫేట్ వంటి ఘన ఎలక్ట్రోలైట్ పదార్థాలను సంశ్లేషణ చేయడానికి దీనిని ముడి పదార్థంగా ఉపయోగిస్తారు. ఇది లిథియం మరియు సోడియం-అయాన్ బ్యాటరీలలో అధిక సామర్థ్యం గల కాథోడ్ పదార్థాలకు పూర్వగామిగా కూడా పనిచేస్తుంది.
- జిర్కోనియం-హాఫ్నియం వేరుచేయడం: జిర్కోనియం టెట్రాక్లోరైడ్ మరియు హాఫ్నియం టెట్రాక్లోరైడ్ మధ్య ఉండే బాష్పీభవనశీలతలోని వ్యత్యాసాన్ని ఉపయోగించుకొని, వాటిని ఫ్రాక్షనల్ డిస్టిలేషన్ లేదా గ్యాస్ క్రోమాటోగ్రఫీ ద్వారా సమర్థవంతంగా వేరు చేయవచ్చు. శుద్ధమైన హాఫ్నియంను పొందడానికి ఇది ఒక ముఖ్యమైన పారిశ్రామిక పద్ధతి.
సంక్షిప్తంగా, హాఫ్నియం టెట్రాక్లోరైడ్ సెమీకండక్టర్లు, అధునాతన పదార్థాలు, ఉత్ప్రేరకం, అణుశక్తి మరియు నూతన ఇంధన రంగాలలో ప్రత్యామ్నాయం లేని పాత్రను పోషిస్తూ, ఆధునిక హై-టెక్ పరిశ్రమలలో ఒక ప్రధాన ముడి పదార్థంగా స్థిరపడింది.
