Het periodiek systeem Hafnium (Hf)

Een serie artikelen over de verschillende elementen. De legoblokjes waarmee wijzelf, onze aarde en de materie van het universum is opgebouwd hebben allemaal hun eigen specifieke eigenschappen. In deze serie gaan we stap voor stap langs elk element en kijken we wat voor zinvolle zaken de wikipedia erover te zeggen heeft, met daarnaast een interessant filmpje van de universteit van Nottingham waarmee verschillende experimenten met het betreffende element worden gedaan.

Vandaag nummer 72 van de 118 elementen, Hafnium (Hf).

Klik hierop om naar de wikipedia versie te gaan waarbij je gemakkelijk naar de verschillende elementen kunt doorklikken

Toepassingen

In nucleaire installaties zoals kernonderzeeërs wordt hafnium gebruikt als neutronenvanger. Andere industriële toepassingen van hafnium zijn:

  • De goede mechanische en corrosiebestendige eigenschappen maken hafnium zeer geschikt voor het produceren van vacuümbuizen en leidingen waardoor chemische stoffen worden vervoerd.
  • In legeringen wordt hafnium gebruikt om de eigenschappen van onder andere ijzertitanium en niobium te verbeteren.
  • In halogeenverlichting worden hafnium of hafniumlegeringen soms gebruikt als gloeidraad.
  • In de Verenigde Staten wordt onderzocht in hoeverre hafnium kan dienen als grondstof voor een modern “nucleair” wapen, waarbij een ongebruikelijk lang levende metastabiele aangeslagen toestand van hafnium-187 geforceerd naar de grondtoestand terugvalt. Daarbij zou dan per gram materiaal een hoeveelheid energie vrijkomen die inzit tussen geavanceerde conventionele explosieven en splijtbaar materiaal.[3]
  • In januari 2007 kondigden Intel en IBM aan dat ze hafnium(IV)oxide zouden gaan gebruiken als gate diëlektricum in geïntegreerde schakelingen. Hafnium(IV)oxide zal die functie overnemen van siliciumdioxide, een materiaal dat al veertig jaar daarvoor gebruikt wordt. Met het gebruik van siliciumdioxide had men grenzen bereikt in het maken van steeds kleinere, en dus snellere en minder energieverbruikende, halfgeleiders. Het gebruik van hafnium(IV)oxide maakt het mogelijk deze barrières te doorbreken en halfgeleiders te maken met elektronische circuits van, om te beginnen, 45 nanometer.

Opmerkelijke eigenschappen

Hafnium is een glanzend en buigzaam metaal met uitstekende corrosiebestendigheid. Chemisch gezien vertoont het veel overeenkomsten met zirkonium en daardoor zijn deze elementen moeilijk van elkaar te onderscheiden. Het opmerkelijkste verschil is de dichtheid; die van hafnium is ongeveer tweemaal zo groot.

Hafniumcarbide is een uit twee elementen bestaande verbinding met het hoogste bekende smeltpunt — meer dan 4160 kelvin. Bij lage temperaturen reageert hafnium alleen met halogenen. Bij hogere temperaturen worden ook reacties met zuurstofstikstofkoolstofzwavelen silicium waargenomen.

Verschijning

In de natuur komt hafnium vrijwel niet in ongebonden toestand voor. Vaak wordt het in combinatie met zirkonium aangetroffen in mineralen zoals alviet en thortveiliet die zo’n 1 tot 5% hafnium bevatten.

Ongeveer de helft van de totale hafniumwinning ontstaat als bijproduct van de productie van zirkonium door reductie van hafniumtetrachloride met magnesium of natrium.

1 reactie op “Het periodiek systeem Hafnium (Hf)”

Laat een reactie achter