Hafniyum Elementi

Hafniyum, kimyasal sembol Hf ile gösterilen geçiş metalleri (Geçiş metalleri, periyodik tablonun ortasında birbiriyle benzer özelliklere sahip 72 atom numaralı bir metaldir. Bu metallerin benzersiz bir özelliği, iki kabukta değerlik elektronlarına sahip olmalarıdır, yani her iki kabuktan elektronlar kimyasal bağlamaya katılırlar. Sonuç olarak, birkaç yaygın oksidiyon durumu gösterirler) ailesinde yer alan bir elementtir. Hafniyum elementinin otuz 32 vardır. Bu 32 izotopun sadece 6’sı doğal olarak bulunur ve bilinen yarılanma ömrüne sahiptir.

Hafniyum Elementi Fiziksel ve Kimyasal Yapısı

Hafniyum fiziksel olarak parlak, gümüş, bir yumuşak bir metal olan aşınma dirençli ve zirkonyuma kimyasal olarak çok benzer yapıdadır. Hafniyum elementini fiziki açıdan benzerlikleri özellikleri zirkonyum karışıklarından, bilhassa nükleer özelliklerden önemli ölçüde etkilenir. Bunun sebebi, bu iki elementin kimyasal benzerlikleri nedeniyle ayrılması en zor olmasıdır. Kimyasal özellikleri bakımından hafniyum, daha fazla korozyonu önleyen koruyucu bir kanal oluşturabilmek için havada reaksiyona girer. Bu sayede dış etkenlere ve oksijene maruz kalan metal asitler tarafından kolayca saldırıya uğramaz, ancak halojenlerle oksitlenebilir veya havada yakılabilir. Tıpkı fiziksel ve kimyasal açıdan kendisine çok benzeyen zirkonyum elementinde olduğu gibi, hafniyum elementi de havayla temas ettiğinde etkileşime girerek tutuşabilme özelliğine sahiptir.

Zirkonyum cevherlerinin çoğu yaklaşık %5 hafniyum içerir. Metal, hafniyum tetraklorürün sodyum veya magnezyum ile indirgenmesi suretiyle hazırlanabilir. Ana kaynakları ABD, Malavi, Avustralya ve Brezilya’da bulunan ağır mineral kum cevheri yatakları olan zirkon cevherlerinden çıkarılır.

Hafniyum Kullanım Alanları Nelerdir?

Nükleer reaktörler ve kimya alanları olmak üzere, hafniyum elementinin kullanım alanları şunlardır:

·         Nükleer reaktörler: Birkaç hafniyum izotopunun çekirdeği, her biri birden fazla nötronu emebilir. Bu, hafniyumun nükleer reaktörler için kontrol çubuklarında kullanım için iyi bir malzeme olmasını sağlar.

• Koruyucu Alaşımlar: Hafniyum elementinin demir, çelik, niyobyum, titanyum ve benzeri metallere sahip alaşımlarda kullanılır. Küçük hafniyum takviyeleri, nikel esaslı alaşımlara oksit pullarının yapışmasını önleyici bir koruma alanı oluşturur. Böylece, özellikle dökme malzeme ile oksit tabakası arasındaki termal gerilimleri indükleyerek oksit pullarını kırma eğilimi gösteren döngüsel sıcaklık koşullarında korozyon direncini arttırması sebebiyle, uzay mekikleri ve roket gibi araçlarda kullanılır.
• Mikroişlemciler: Intel ve IBM gibi mikroişlemci konusunda dünyanın öncü firmaları, 45nm’lik entegre devrelerinde hafniyum oksit esaslı bileşikler kullanılır. Bu tür parçalar, performansı arttırdığı gibi kaçak akımın azaltılmasına da yardımcı olur.

·         Diğer kullanımlar: Isı direnci, oksijen ve azota olan direnci nedeniyle, hafniyum gaz dolu ve akkor lambalardaki oksijen ve azot için iyi bir temizleyicidir. Hafniyum, elektronları havaya dökme kabiliyeti nedeniyle plazma kesiminde elektrot şeklinde de kullanılmaktadır.