Тетрахлориди гафний (HfCl₄)як пайвастагии ғайриорганикии арзишманд аст, ки ба таври васеъ ҳамчун пешгузашта дар синтези сафолҳои пешрафтаи ҳарорати баланд, маводҳои фосфорӣ барои диодҳои рӯшноии баландқувват (LED) ва катализаторҳои гетерогенӣ истифода мешавад. Қобили зикр аст, ки он туршии истисноии Льюисро нишон медиҳад, ки онро дар полимеризатсияи олефинҳо ва табдилоти гуногуни органикӣ хеле самаранок мегардонад. Бо назардошти васеъ шудани истифода дар истеҳсоли нимноқилҳо, муҳандисии кайҳонӣ ва маводҳои электронии насли оянда, талаботи ҷаҳонӣ ба HfCl₄ афзоиши устуворро нишон додааст. Бо вуҷуди ин, истеҳсоли саноатии он аз ҷиҳати техникӣ серталаб боқӣ мемонад - назорати қатъии равандҳо, ашёи хоми ултра-баландсифат ва риояи қоидаҳои қатъии экологӣ, саломатӣ ва бехатарӣ (EHS)-ро талаб мекунад. Бо назардошти нақши калидии он дар таъмини маводҳои функсионалии баландсифат ва катализаторҳои махсус, HfCl₄ ҳамчун ашёи хоми стратегӣ барои илми маводҳои пешрафта ва синтези кимиёвии нозук бештар эътироф карда мешавад.
| Ҳафниум, 72Hf | |
| Намуди зоҳирӣ | хокистарранги пӯлодӣ |
| Рақами атомӣ (Z) | 72 |
| Марҳила дар STP | сахт |
| Нуқтаи обшавӣ | 2506 K (2233℃, 4051 ℉) |
| Нуқтаи ҷӯшиш | 4876 K (4603 ℃, 8317 ℃) |
| Зичӣ (дар 20℃) | 13.281 г/см33 |
| Ҳангоми моеъ (дар mp) | 12 г/см33 |
| Гармии синтез | 27.2 кҶ/мол |
| Гармии бухоршавӣ | 648 кҶ/мол |
| Иқтидори гармии молярӣ | 25.73 Ҷ/(мол·К) |
| Иқтидори гармии мушаххас | 144.154 Ҷ/(кг·К) |
Стандарти корхонаи 5N тозагии тетрахлориди гафний
| Рамз | Ли 7 (ppb) | 9 бошед (ppb) | Na 23 (ppb) | Mg 24 (ppb) | Ал 27 (ppb) | K 39 (ppb) | Ca 40 (ppb) | V 51 (ppb) | Cr 52 (ppb) | Мн 55 (ppb) | Фе 56 (ppb) | Ко 59 (ppb) | Ni 60 (ppb) | Cu 63 (ppb) | Zn 66 (ppb) | Ҷазираи 69 (ppb) | Ге 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) | Ҳамчун 108 (ppb) | Cd 111 (ppb) | Дар 115 (ppb) | Sn 118 (ppb) | Sb 121 (ppb) | Ti131 (ppb) | Ba 138 (ppb) | W 184 (ppb) | Au -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 |
Шарҳ: Параметрҳои дар боло зикршуда аз ҷониби ICP-MS муайян карда шуданд.
Тетрахлориди гафний (HfCl₄) як моддаи сахти беранг ва кристаллӣ бо вазни молекулавии 320.30 г/мол ва рақами бақайдгирии CAS 13499-05-3 мебошад. Он дар ҳарорати 320 °C об мешавад ва дар ҳарорати тақрибан 317 °C зери фишори муҳити зист сублиматсия мешавад. Ин пайвастагӣ хеле гигроскопӣ буда, бо намӣ ба таври экзотермикӣ ва қавӣ вокуниш нишон медиҳад, ки нигоҳдорӣ дар шароити беоб ва инертии атмосфера (масалан, аргон ё нитроген) дар зарфҳои сахт пӯшидашударо талаб мекунад. Аз сабаби зангзании қавии он, тамос бо пӯст ё чашм метавонад боиси сӯхтани шадиди кимиёвӣ гардад. Ҳамчун як моддаи хатарноки зангзании синфи 8 (UN2509), коркард таҷҳизоти мувофиқи муҳофизати шахсӣ (PPE), аз ҷумла дастпӯшакҳои ба кимиёвӣ тобовар, айнакҳои муҳофизатӣ ва муҳофизати нафасро дар ҷойҳое, ки пайдоиши чанг имконпазир аст, талаб мекунад.
Тетрахлориди гафний барои чӣ истифода мешавад?
Тетрахлориди гафний (HfCl₄)як пайвастагии ғайриорганикии бисёрҷониба аст, ки бо шарофати хосиятҳои беназири химиявии худ, дар соҳаҳои гуногуни технологияи баланд татбиқи васеъ пайдо мекунад:
- Нимноқилҳо ва маводҳои электронӣ: Он ҳамчун пешгузаштаи калидӣ барои тайёр кардани маводҳои дорои диэлектрикии баланд (масалан, диоксиди гафний), ки дар қабатҳои изолятсияи дарвозаи транзистор барои беҳтар кардани кори чип истифода мешаванд, хизмат мекунад. Он инчунин дар равандҳои ҷойгиркунии буғи кимиёвӣ (CVD) барои ҷойгиркунии плёнкаҳои тунуки гафнийи металлӣ ё пайвастагии гафний, ки дар транзисторҳои баландсифат, дастгоҳҳои хотира ва ғайра истифода мешаванд, васеъ истифода мешавад.
- Керамикаи ҳарорати баланд ва аэрокосмикӣ: Дар истеҳсоли маводҳои керамикии ҳарорати баланд истифода мешаванд, ки муқовимати аъло ба ҳарорати баланд, муқовимат ба фарсудашавӣ ва зангзаниро нишон медиҳанд. Ин керамикаҳо барои муҳитҳои шадид, ба монанди қисмҳои гарми муҳаррики ҳавопаймо ва соплоҳои мушак мувофиқанд. Илова бар ин, онро дар маводҳои бастабандии LED-и пуриқтидор барои беҳтар кардани паҳншавии гармӣ ва мӯҳлати хизмати дастгоҳ истифода бурдан мумкин аст.
- Катализ ва синтези органикӣ: Ҳамчун катализатори муассири кислотаи Льюис, он реаксияҳоро ба монанди полимеризатсияи олефинҳо (масалан, ҳамчун пешгузашта барои катализаторҳои Зиглер-Натта), эстерификатсияи спиртҳо ва кислотаҳо, ацилизатсия ва сиклоиловаҳои 1,3-диполяриро мусоидат мекунад, ки суръати реаксия ва интихобро афзоиш медиҳад. Он инчунин дар синтези кимиёвии нозуки атриёт ва доруворӣ истифода мешавад.
- Саноати ҳастаӣ: Бо истифода аз устувории хуби гармӣ ва кимиёвии худ, он дар системаҳои хунуккунии реакторҳои ҳастаӣ ва ҳамчун маводи рӯйпӯш барои сӯзишвории ҳастаӣ истифода мешавад, ки муқовимати зангзанӣ ва устувории гармиро беҳтар мекунад.
- Бахши энергетика: Ҳамчун ашёи хом барои синтези маводҳои сахти электролитӣ ба монанди литий гафний фосфат барои таҳияи батареяҳои литий бо ноқилияти баланди ионӣ истифода мешавад. Он инчунин ҳамчун пешгузашта барои маводҳои катодии иқтидори баланд дар батареяҳои литий ва ионҳои натрий хизмат мекунад.
- Ҷудокунии цирконий-гафний: Бо истифода аз фарқияти ноустувории байни тетрахлориди цирконий ва тетрахлориди гафний, онҳоро метавон тавассути дистилятсияи фраксиявӣ ё хроматографияи газӣ самаранок ҷудо кард. Ин як усули муҳими саноатӣ барои ба даст овардани гафнийи холис мебошад.
Хулоса, тетрахлориди гафний дар нимноқилҳо, маводҳои пешрафта, катализ, энергияи ҳастаӣ ва бахшҳои нави энергетикӣ нақши ивазнашаванда мебозад ва худро ҳамчун ашёи хоми асосӣ дар соҳаҳои муосири баландтехнологӣ муаррифӣ мекунад.
