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鉿的應(yīng)用領(lǐng)域

由于鉿容易發(fā)射電子而很有用處（如用作白熾燈的燈絲）。用作X射線管的陰極，鉿和鎢或鉬的合金用作高壓放電管的電極。常用作X射線的陰極和鎢絲制造工業(yè)。純鉿具有可塑性、易加工、耐高溫抗腐蝕，是原子能工業(yè)重要材料。鉿的熱中子捕獲截面大，是較理想的中子吸收體，可作原子反應(yīng)堆的控制棒和保護(hù)裝置。鉿粉可作火箭的推進(jìn)器。在電器工業(yè)上可制造X射線管的陰極。鉿的合金可作火箭噴嘴和滑翔式重返大氣層的飛行器的前沿保護(hù)層，Hf-Ta合金可制造工具鋼及電阻材料。在耐熱合金中鉿用作添加元素，例如鎢、鉬、鉭的合金中有的添加鉿。HfC由于硬度和熔點(diǎn)高，可作硬質(zhì)合金添加劑。4TaCHfC的熔點(diǎn)約為4215℃，為已知的熔點(diǎn)較高的化合物。鉿可作為很多充氣系統(tǒng)的吸氣劑。鉿吸氣劑可除去系統(tǒng)中存在的氧、氮等不需要?dú)怏w。鉿常作為液壓油的一種添加劑，防止在高危作業(yè)時(shí)候液壓油的揮發(fā)，具有很強(qiáng)的抗揮發(fā)性，這個(gè)特性的話，所以一般用于工業(yè)液壓油。醫(yī)學(xué)液壓油。 鉿元素也用于較新的intel45納米處理器。由于二氧化硅（SiO2）具有易制性 (Manufacturability)，且能減少厚度以持續(xù)改善晶體管效能，處理器廠商均采用二氧化硅做為制作柵極電介質(zhì)的材料。當(dāng)英特爾導(dǎo)入65納米制造工藝時(shí)，雖已全力將二氧化硅柵極電介質(zhì)厚度降低至1.2納米，相當(dāng)于5層原子，但由于晶體管縮至原子大小的尺寸時(shí)，耗電和散熱難度亦會(huì)同時(shí)增加，產(chǎn)生電流浪費(fèi)和不必要的熱能，因此若繼續(xù)采用時(shí)下材料，進(jìn)一步減少厚度，柵極電介質(zhì)的漏電情況勢(shì)將會(huì)明顯攀升，令縮小晶體管技術(shù)遭遇極限。為解決此關(guān)鍵問題，英特爾正規(guī)劃改用較厚的高K材料（鉿元素為基礎(chǔ)的物質(zhì)）作為柵極電介質(zhì)，取代二氧化硅，此舉也成功使漏電量降低10倍以上。另與上一代65納米技術(shù)相較，英特爾的45納米制程令晶體管密度提升近2倍，得以增加處理器的晶體管總數(shù)或縮小處理器體積，此外，晶體管開關(guān)動(dòng)作所需電力更低，耗電量減少近30%，內(nèi)部連接線 (interconnects) 采用銅線搭配低k電介質(zhì)，順利提升效能并降低耗電量，開關(guān)動(dòng)作速度約加快 20%。
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2022-04

鉿的制備方法

發(fā)布時(shí)間 : 2022-04--13 點(diǎn)擊量 : 0
1、可由鎂還原四氯化鉿或熱分解四碘化鉿制取。也可以HfCl4和K2HfF6為原料。在NaCl-KCl-HfCl4或K2HfF6熔體中電解制取，其工藝過程與鋯的電解制取相近。 2、鉿多與鋯共存，沒有單獨(dú)存在的鉿原料。鉿的制造原料是在制造鋯的工藝流程中分離出來的粗氧化鉿。用離子交換樹脂的方法提取氧化鉿，隨后利用與鋯相同的方法從這種氧化鉿中制取金屬鉿。 3、可由四氯化鉿（HfCl4）與鈉共熱經(jīng)還原而制得。 4、較早分離鋯、鉿的方法是含氟絡(luò)鹽的分級(jí)結(jié)晶和磷酸鹽的分級(jí)沉淀。這些方法操作麻煩，限于實(shí)驗(yàn)室使用。陸續(xù)出現(xiàn)了分級(jí)蒸餾、溶劑萃取、離子交換和分級(jí)吸附等分離鋯、鉿的新技術(shù)，其中以溶劑萃取法較有實(shí)用價(jià)值。常用的兩種分離體系是硫氰酸鹽－異己酮體系和磷酸三丁酯－硝酸體系。以上方法所得產(chǎn)品都是氫氧化鉿，通過煅燒可得純的氧化鉿。高純度的鉿可以用離子交換法取得。 工業(yè)上，金屬鉿的生產(chǎn)常常并用克羅爾法和德博爾-阿克爾法。克羅爾法是用金屬鎂還原四氯化鉿： 2Mg+HfCl4─→2MgCl2+Hf 德博爾－阿克爾法即碘化法，用此法提純海綿狀鉿，得到可延展的金屬鉿。
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2022-04

鋯合金

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鋯合金以鋯為基體加入其他元素而構(gòu)成的有色合金。主要合金元素有錫、鈮、鐵等。鋯合金在300～400℃的高溫高壓水和蒸汽中有良好的耐蝕性能、適中的力學(xué)性能、較低的原子熱中子吸收截面，對(duì)核燃料有良好的相容性，多用作水冷核反應(yīng)堆的堆芯結(jié)構(gòu)材料。此外，鋯對(duì)多種酸、堿和鹽有優(yōu)良的抗蝕性，與氧、氮等氣體有強(qiáng)烈的親和力，因此鋯合金也用于制造耐蝕部件和制藥機(jī)械部件，在電真空和燈泡工業(yè)中被廣泛用作非蒸散型消氣劑。? 工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的鋯合金有鋯錫系和鋯鈮系兩類。前者合金牌號(hào)有Zr-2、Zr-4，后者的典型代表是 Zr-2.5Nb。在鋯錫系合金中，合金元素錫、鐵、鉻、鎳可提高材料的強(qiáng)度 、耐蝕性和耐蝕膜的導(dǎo)熱性，降低表面狀態(tài)對(duì)腐蝕的敏感性。通常Zr-2合金用于沸水堆 ，Zr-4 合金用于壓水堆。在鋯鈮系合金中，鈮的添加量達(dá)到使用溫度下鋯的晶體結(jié)構(gòu)的固溶限制時(shí)，合金的耐蝕性較好。鋯合金有同質(zhì)異晶轉(zhuǎn)變，高溫下的晶體結(jié)構(gòu)為體心立方，低溫下為密排六方。鋯合金塑性好，可通過塑性加工制成管材、板材、棒材和絲材；其焊接性也好，可用以進(jìn)行焊接加工。 鋯的熱中子俘獲截面小，有突出的核性能，是發(fā)展原子能工業(yè)不可缺少的材料，可作反應(yīng)堆芯結(jié)構(gòu)材料。鋯粉在空氣中易燃燒，可作引爆雷管及無煙火藥。鋯可用于優(yōu)良鋼脫氧去硫的添加劑，也是裝甲鋼、大炮用鋼、不銹鋼及耐熱鋼的組元。鋯是鎂合金的重要合金元素，能提高鎂合抗拉強(qiáng)度和加工性能。鋯還是鋁鎂合金的變質(zhì)劑，能細(xì)化晶粒。二氧化鋯和鋯英石是耐火材料中較有價(jià)值的化合物。二氧化鋯是新型陶瓷的主要材料，不可用作抗高溫氧化的加熱材料。二氧化鋯可作耐酸搪瓷、玻璃的添加劑，能顯著提高玻璃的彈性、化學(xué)穩(wěn)定性及耐熱性。鋯英石的光反射性能強(qiáng)、熱穩(wěn)定性好，在陶瓷和玻璃中可作遮光劑使用。鋯在加熱時(shí)能大量地吸收氧、氫、氨等氣體，是理想的吸氣劑，如電子管中用鋯粉作除氣劑，用鋯絲鋯片作柵極支架、陽極支架等。 粉末狀鐵與硝酸鋯混合，可作閃光粉。金屬鋯幾乎全部用作核反應(yīng)堆中鈾燃料元件的包殼。也用來制造照相用的閃光燈，以及耐腐蝕的容器和管道，特別是能耐鹽酸和硫酸。鋯的化學(xué)藥品可作聚合物的交聯(lián)劑。
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