منتجات
-
رابع كلوريد الهافنيوم
كلوريد الهافنيوم (HfCl₄)يُعدّ كلوريد الهافنيوم (HfCl₄) مركبًا غير عضوي عالي القيمة، يُستخدم على نطاق واسع كمادة أولية في تصنيع السيراميك المتقدم عالي الحرارة، ومواد الفوسفور المستخدمة في الثنائيات الباعثة للضوء (LEDs) عالية الطاقة، والمحفزات غير المتجانسة. ويتميز هذا المركب بحموضة لويس استثنائية، مما يجعله فعالًا للغاية في بلمرة الأوليفينات والتحولات العضوية المتنوعة. ونظرًا لتزايد تطبيقاته في تصنيع أشباه الموصلات، وهندسة الطيران، ومواد الإلكترونيات من الجيل التالي، فقد شهد الطلب العالمي على كلوريد الهافنيوم نموًا مطردًا. ومع ذلك، لا يزال إنتاجه على نطاق صناعي يتطلب رقابة صارمة على العمليات، ومواد أولية فائقة النقاء، والامتثال للوائح البيئية والصحية والسلامة الصارمة. وبالنظر إلى دوره المحوري في تمكين إنتاج مواد وظيفية عالية الأداء ومحفزات متخصصة، يُعترف بكلوريد الهافنيوم بشكل متزايد كمادة خام استراتيجية لعلوم المواد المتقدمة وتصنيع المواد الكيميائية الدقيقة.
الهافنيوم، 72Hf مظهر رمادي فولاذي العدد الذري (Z) 72 المرحلة عند نقطة التشغيل القياسية صلب نقطة الانصهار 2506 كلفن (2233 درجة مئوية، 4051 درجة فهرنهايت) نقطة الغليان 4876 كلفن (4603 درجة مئوية، 8317 درجة مئوية) الكثافة (عند 20 درجة مئوية) 13.281 جم/سم3 عندما يكون سائلاً (عند درجة انصهاره) 12 جم/سم3 حرارة الانصهار 27.2 كيلوجول/مول حرارة التبخر 648 كيلوجول/مول السعة الحرارية المولية 25.73 جول/(مول·كلفن) القدرة الحرارية النوعية 144.154 جول/(كجم·كلفن) معيار المؤسسة لرباعي كلوريد الهافنيوم بدرجة نقاء 5N
رمز Li 7 (ppb) Be 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) As 108 (ppb) Cd 111 (ppb) في 115 (جزء في المليار) Sn 118 (ppb) Sb 121 (ppb) Ti131 (ppb) Ba 138 (ppb) W 184 (ppb) Au -2197 (ppb) الزئبق 202 (جزء في المليار) 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 ملاحظة: تم الكشف عن المعايير المذكورة أعلاه بواسطة مطياف الكتلة بالبلازما المقترنة حثيًا (ICP-MS).
كلوريد الهافنيوم الرباعي (HfCl₄) مادة صلبة بلورية عديمة اللون، وزنها الجزيئي 320.30 غ/مول، ورقمها في سجل CAS هو 13499-05-3. ينصهر عند 320 درجة مئوية، ويتسامى عند حوالي 317 درجة مئوية تحت الضغط الجوي. يتميز هذا المركب بخاصية استرطابية عالية، ويتفاعل مع الرطوبة تفاعلاً طارداً للحرارة وبقوة، مما يستلزم تخزينه في ظروف جوية جافة وخاملة (مثل غاز الأرجون أو النيتروجين) في عبوات محكمة الإغلاق. نظراً لخطورته الشديدة في التآكل، قد يؤدي التلامس المباشر مع الجلد أو العينين إلى حروق كيميائية بالغة. وباعتباره مادة خطرة أكالة من الفئة 8 (UN2509)، يتطلب التعامل معه استخدام معدات الوقاية الشخصية المناسبة، بما في ذلك القفازات المقاومة للمواد الكيميائية، والنظارات الواقية، وأجهزة التنفس في حال احتمال تولد الغبار.
ما هي استخدامات رباعي كلوريد الهافنيوم؟
كلوريد الهافنيوم الرباعي (HfCl₄)هو مركب غير عضوي متعدد الاستخدامات، وبفضل خصائصه الكيميائية الفريدة، يجد تطبيقات واسعة في العديد من المجالات التقنية المتقدمة:
- أشباه الموصلات والمواد الإلكترونية: يُعدّ الهافنيوم مادةً أساسيةً لتحضير مواد ذات ثابت عزل كهربائي عالٍ (مثل ثاني أكسيد الهافنيوم)، والتي تُستخدم في طبقات العزل لبوابات الترانزستورات لتحسين أداء الرقائق الإلكترونية بشكلٍ ملحوظ. كما يُستخدم على نطاق واسع في عمليات الترسيب الكيميائي للبخار (CVD) لترسيب أغشية رقيقة من الهافنيوم المعدني أو مركبات الهافنيوم، والتي تُستخدم في الترانزستورات عالية الأداء، وأجهزة الذاكرة، وغيرها.
- السيراميك فائق الحرارة والفضاء: يُستخدم في تصنيع مواد السيراميك فائقة الحرارة، والتي تتميز بمقاومة ممتازة للحرارة العالية والتآكل والصدأ. هذه المواد مناسبة للبيئات القاسية مثل الأجزاء الساخنة لمحركات الطائرات وفوهات الصواريخ. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدامها في مواد تغليف مصابيح LED عالية الطاقة لتحسين تبديد الحرارة وإطالة عمر الجهاز.
- التحفيز والتخليق العضوي: باعتباره محفزًا فعالًا لحمض لويس، فإنه يعزز تفاعلات مثل بلمرة الأوليفينات (على سبيل المثال، كمادة أولية لمحفزات زيغلر-ناتا)، وأسترة الكحولات والأحماض، والأَسْيَلَة، وتفاعلات الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3، مما يزيد من سرعة التفاعل وانتقائيته. كما يُستخدم أيضًا في التخليق الكيميائي الدقيق للعطور والمستحضرات الصيدلانية.
- الصناعة النووية: بفضل استقرارها الحراري والكيميائي الجيد، يتم استخدامها في أنظمة تبريد المفاعلات النووية وكمواد طلاء للوقود النووي، مما يحسن مقاومة التآكل والاستقرار الحراري.
- قطاع الطاقة: يُستخدم كمادة خام لتصنيع مواد إلكتروليت صلبة مثل فوسفات الليثيوم والهافنيوم لتطوير بطاريات الليثيوم ذات الموصلية الأيونية العالية. كما يُستخدم كمادة أولية لمواد الكاثود عالية السعة في بطاريات أيونات الليثيوم والصوديوم.
- فصل الزركونيوم عن الهافنيوم: بالاستفادة من اختلاف التطاير بين رباعي كلوريد الزركونيوم ورباعي كلوريد الهافنيوم، يمكن فصلهما بكفاءة عالية عن طريق التقطير التجزيئي أو كروماتوغرافيا الغاز. تُعد هذه طريقة صناعية مهمة للحصول على الهافنيوم النقي.
باختصار، يلعب رباعي كلوريد الهافنيوم دورًا لا يمكن الاستغناء عنه في أشباه الموصلات والمواد المتقدمة والحفز والطاقة النووية وقطاعات الطاقة الجديدة، مما يجعله مادة خام أساسية في الصناعات الحديثة عالية التقنية.