מוצרים
-
הפניום טטראכלוריד
הפניום טטרה-כלוריד (HfCl₄)היא תרכובת אנאורגנית בעלת ערך גבוה הנמצאת בשימוש נרחב כחומר מקדים בסינתזה של קרמיקה מתקדמת בטמפרטורה גבוהה, חומרי זרחן עבור דיודות פולטות אור (LED) בעלות הספק גבוה וזרזים הטרוגניים. ראוי לציין, שהיא מפגינה חומציות לואיס יוצאת דופן, מה שהופך אותה ליעילה ביותר בפולימריזציה של אולפינים ובטרנספורמציות אורגניות מגוונות. הביקוש העולמי ל-HfCl₄, המונע על ידי הרחבת יישומים בייצור מוליכים למחצה, הנדסת אווירונאוטיקה וחומרים אלקטרוניים מהדור הבא, הפגין צמיחה מתמשכת. עם זאת, ייצורו בקנה מידה תעשייתי נותר תובעני מבחינה טכנית - הדורש בקרת תהליכים מחמירה, חומרי גלם בעלי טוהר גבוה במיוחד ועמידה בתקנות סביבתיות, בריאות ובטיחות (EHS) מחמירות. בהתחשב בתפקידה המרכזי ביכולתו של חומרים פונקציונליים בעלי ביצועים גבוהים וזרזים מיוחדים, HfCl₄ מוכר יותר ויותר כחומר גלם אסטרטגי למדע חומרים מתקדם ולסינתזה כימית עדינה.
הפניום, 72Hf הוֹפָעָה אפור פלדה מספר אטומי (Z) 72 שלב ב-STP מוּצָק נקודת התכה 2506 קלווין (2233 מעלות צלזיוס, 4051 מעלות צלזיוס) נקודת רתיחה 4876 קלווין (4603 מעלות צלזיוס, 8317 מעלות צלזיוס) צפיפות (ב-20℃) 13.281 גרם/סמ"ר3 כאשר נוזלי (ב-mp) 12 גרם/סמ"ר3 חום ההיתוך 27.2 קילו-ג'אול/מול חום האידוי 648 קילו-ג'אול/מול קיבול חום מולרי 25.73 ג'ול/(מול·קל) קיבולת חום סגולית 144.154 ג'ול/(ק"ג·קל) תקן ארגוני של טטרכלוריד הפניום בדרגת טוהר 5N
סֵמֶל לי 7 (ppb) להיות 9 (ppb) נא 23 (ppb) Mg 24 (ppb) אל 27 (ppb) K 39 (ppb) סידן 40 (ppb) גרסה 51 (ppb) Cr 52 (ppb) Mn 55 (ppb) Fe 56 (ppb) Co 59 (ppb) ני 60 (ppb) נחושת 63 (ppb) אבץ 66 (ppb) ג'ורג'יה 69 (ppb) 74 נקודות ערך לכל הגילאים (ppb) 87 ס"מ (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) הערה 93 (ppb) Mo98 (ppb) Pd106 (ppb) Ag 107 (ppb) כ-108 (ppb) תקליטורים 111 (ppb) ב-115 (ppb) סעיף 118 (ppb) Sb 121 (ppb) Ti131 (ppb) Ba 138 (ppb) מערב 184 (ppb) 2197- אוסטרליה (ppb) כספית 202 (ppb) טל 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 הערה: הפרמטרים הנ"ל זוהו על ידי ICP-MS.
הפניום טטראכלוריד (HfCl₄) הוא מוצק גבישי חסר צבע בעל משקל מולקולרי של 320.30 גרם/מול ומספר רישום CAS 13499-05-3. הוא נמס ב-320 מעלות צלזיוס ועובר סובלימציה בכ-317 מעלות צלזיוס תחת לחץ סביבתי. התרכובת היגרוסקופית ביותר ומגיבה באופן אקסותרמי ונמרץ עם לחות, מה שמצריך אחסון בתנאים אטמוספריים אינרטיים ומים (למשל, ארגון או חנקן) במיכלים אטומים היטב. בשל יכולת הקורוזיה החזקה שלו, מגע ישיר עם העור או העיניים עלול לגרום לכוויות כימיות קשות. כחומר מסוכן קורוזיבי מסוג 8 (UN2509), הטיפול דורש ציוד מגן אישי (PPE) מתאים, כולל כפפות עמידות בפני כימיקלים, משקפי מגן והגנה נשימתית במקומות בהם קיימת אפשרות ליצירת אבק.
למה משמש הפניום טטרה-כלוריד?
הפניום טטראכלוריד (HfCl₄)היא תרכובת אנאורגנית רב-תכליתית אשר, הודות לתכונותיה הכימיות הייחודיות, מוצאת יישומים נרחבים בתחומים רבים של טכנולוגיה עילית:
- מוליכים למחצה וחומרים אלקטרוניים: הוא משמש כחומר מקדים מרכזי להכנת חומרים בעלי קבוע דיאלקטרי גבוה (כגון הפניום דיאוקסיד), המשמשים בשכבות בידוד של שער טרנזיסטור כדי לשפר משמעותית את ביצועי השבב. הוא נמצא גם בשימוש נרחב בתהליכי שיקוע אדים כימיים (CVD) לשיקוע שכבות דקות של הפניום מתכתי או תרכובת הפניום, המיושם בטרנזיסטורים בעלי ביצועים גבוהים, התקני זיכרון וכו'.
- קרמיקה בטמפרטורה גבוהה במיוחד ותעופה וחלל: משמשת לייצור חומרים קרמיים בטמפרטורה גבוהה במיוחד, בעלי עמידות מצוינת לטמפרטורות גבוהות, עמידות בפני שחיקה ועמידות בפני קורוזיה. קרמיקה זו מתאימה לסביבות קיצוניות כגון חלקים חמים של מנועי מטוסים ונחיריים של רקטות. בנוסף, ניתן להשתמש בה בחומרי אריזה של LED בעלי הספק גבוה כדי לשפר את פיזור החום של המכשיר ואת תוחלת החיים שלו.
- קטליזה וסינתזה אורגנית: כזרז יעיל לחומצת לואיס, הוא מקדם תגובות כגון פולימריזציה של אולפינים (למשל, כקודמן לזרזים של זיגלר-נטה), אסטריפיקציה של אלכוהולים וחומצות, אצילציה וציקלואדיציות 1,3-דיפולריות, ומשפר את קצב התגובה והסלקטיביות. הוא משמש גם בסינתזה כימית עדינה של בשמים ותרופות.
- תעשיית הגרעין: הודות ליציבותו התרמית והכימית הטובה, הוא מיושם במערכות קירור של כורים גרעיניים וכחומרי ציפוי לדלקים גרעיניים, ומשפר את עמידות הקורוזיה והיציבות התרמית.
- מגזר האנרגיה: משמש כחומר גלם לסינתזה של חומרים אלקטרוליטים מוצקים כמו ליתיום-הפניום פוספט לפיתוח סוללות ליתיום בעלות מוליכות יונית גבוהה. הוא משמש גם כמקור לחומרי קתודה בעלי קיבולת גבוהה בסוללות ליתיום ונתרן-יון.
- הפרדת זירקוניום-הפניום: ניצול ההבדל בנדיפות בין זירקוניום טטרכלוריד להפניום טטרכלוריד, ניתן להפריד ביניהם ביעילות באמצעות זיקוק חלקי או כרומטוגרפיית גז. זוהי שיטה תעשייתית חשובה להשגת הפניום טהור.
לסיכום, הפניום טטראכלוריד ממלא תפקיד שאין לו תחליף במוליכים למחצה, חומרים מתקדמים, קטליזה, אנרגיה גרעינית ומגזרי אנרגיה חדשים, והוא מבסס את עצמו כחומר גלם מרכזי בתעשיות היי-טק מודרניות.