مقاله بررسی کاربردهای فلز هافنیم در صنایع مختلف

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

  مقاله بررسی کاربردهای فلز هافنیم در صنایع مختلف دارای ۸ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله بررسی کاربردهای فلز هافنیم در صنایع مختلف  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله بررسی کاربردهای فلز هافنیم در صنایع مختلف،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن مقاله بررسی کاربردهای فلز هافنیم در صنایع مختلف :

مقدمه. هافنیم عنصری فلزی به رنگ خاکستری تیره – نقره ای درخشان با ساختار هگزاگونال است. هافنیم با رنگ خاکستری – نقره ای فلزی خود هفتاد و دومین عنصر جدول تناوبی است. از خواص اصلی فیزیکی هافنیم میتوان به جذب بالای آن برای نوترونهای حرارتی اشاره کرد بطوریکه cross section آن برای این نوترونها ۱۲۰barn می باشد. در حالیکه میزان جذب نوترونهای حرارتی در زیرکونیم ۰ /۲ barn است. بنابراین میتوان نتیجه گیری نمود که فلز زیرکونیومی که در راکتور به کار می رود نمیتواند دارای هافنیم باشد. زیرکونیم و هافنیم را می توان جزء عناصری دانست که به سختی جداسازی می شوند. این دو فلز اگرچه از نظر شیمیایی مشابه یکدیگر هستند، ولی از نظر فیزیکی با هم تفاوتهایی دارند. به عنوان مثال چگالی زیرکونیم نصف چگالی هافنیم می باشد. هافنیم خالص از زیرکونیم بسیار ناخالص به دست می آید. هافنیم با فلزات متعددی از جمله آهن، تیتانیم، نیوبیوم و تانتالیم و سایر فلزات آلیاژ می شود. در دمای ۷۰۰ C هافنیم به سرعت هیدروژن جذب می کند تا ترکیب Hf H1.86 را بوجود آورد. هافنیم در مقابل قلیاهای غلیظ مقاوم است، اما در دماهای بالا با اکسیژن، نیتروژن، کربن، بور، سولفور و سیلسیم واکنش انجام می دهد. هافنیم در هوا به خودی خود محترق می گردد. بنابراین هنگام براده برداری فلز و یا حمل اسفنج هافنیم باید بسیار توجه داشت. فلز هافنیم بطور طبیعی باعث ایجاد عارضه و ناراحتی

۲۱st Iranian Nuclear Conference 25-26Feb 2015 University of Isfahan

_ ت و ی_ ن ا س _ ه _ی ان

۶و۷ ا” د ماه ۳۹۳۱ دا+ گاه ) هان

نمی شود، اما کلیهء ترکیبات هافنیم سمی هستند. سمیت فلز هافنیم بطور دقیق مشخص نشده است. این فلز در آب، محلولهای نمکی و یا ترکیبات شیمیایی بدن نامحلول است. هافنیم از طریق تنفس، خوردن و یا تماس پوستی وارد بدن می شود. قرار گرفتن طولانی مدت در معرض هافنیم و ترکیبات آن باعث حساسیت پوستی و غشای مخاطی می گردد. با قرار گرفتن در مقابل هافنیم هیچ علامت و نشانه ای در انسان ایجاد نمی شود.

روش کار. کاربردهای هافنیم در صنعت. هافنیم در صنعت کاربردهای فراوانی دارد. در ادامه به ذکر نام و شرح این کاربردها می پردازیم.
کاربرد هافنیم در ساخت الکترودها. از آنجا که هافنیم در برابر حرارت بسیار مقاوم است میتوان از این فلز در تولید الکترود هافنیم برای جوشکاری در آرگون استفاده نمود. از این فلز میتوان برای جوش فولاد خفیف در اتمسفر CO2 استفاده کرد. چنانچه یک کاتد موثر با راندمان بالا بخواهیم، می توانیم از ترکیب باریم و هافنیت (هر اکسیآنیون از هافنیم) استفاده نماییم.

کاربرد هافنیم درساخت سوپر آلیاژها. از هافنیم همچنین می توان در تولید سوپرآلیاژها استفاده نمود. به عنوان مثال چنانچه به فلز آلومینیم به اندازهء %۱ هافنیم بر، با اندازه دانه های ۴۰nm – 50nm اضافه نماییم سوپر آلیاژی به دست می آید که دارای استحکام بسیار زیادی در کشش، برش و پیچش است. اینگونه آلیاژها در برابر لرزش هم مقاومت بهتری دارند. از دیگر کاربردهای هافنیم میتوان از اضافه نمودن آن به کبالت نام برد که آلیاژی تولید می کند که مقاوم تر از کبالت است. از این ترکیب در ساخت توربینها، صنایع غذایی، تولید مواد شیمیایی و صنایع نفت استفاده می شود. با اضافه کردن هافنیم به سوپرآلیاژهای نیکلی مقاومت در برابر تحلیل رفتن تدریجی بویژه در دماهای بالا افزایش پیدا می کند. دمای ذوب بالای فلز باعث می شود تا دانه ها در مرز خود تقویت شوند و بنابراین خزش در اثر دمای زیاد کم شده و فلز در مقابل کشش مقاومت بیشتری پیدا کند. به عنوان یک نتیجه می توان گفت که صنعت سوپر آلیاژها سالانه بطور تخمینی به %۵۰ هافنیم نیاز دارد. آلیاژهایی که دارای %۱ تا %۲ از یک فلز مقاوم هستند می توانند در ساختار تیغه ها و پره های توربینها (استاتورها) به کار روند. از آلیاژهایی که دارای هافنیم هستند می توان به این موارد اشاره نمود:

– %۸) T111 تنگستن، %۲ هافنیم و تانتالیم بصورت تعادلی)

– کاربید مولیبدنیم- هافنیم %۲ – %۱) هافنیم، %۰/۱ کربن تعادلی)،

– %۳۰) WC-3015 هافنیم، %۱۵تنگستن و %۱/۵ زیرکونیم)N

– %۳۰) NiHf هافنیم) .[۱]

۲۱st Iranian Nuclear Conference 25-26Feb 2015 University of Isfahan

_ ت و ی_ ن ا س _ ه _ی ان

۶و۷ ا” د ماه ۳۹۳۱ دا+ گاه ) هان

کاربرد هافنیم در لامپهای گازی و تابان و ساخت فیلامانها. از آنجا که هافنیم تقریبا” چهار برابر، مقاومتر از تنگستن است، از این فلز در ساخت آلیاژهای تنگستن که در فیلامانها به کار می روند استفاده می شود. همچنین فیلامان لامپ های گازی و تابان به شکل رشته ای است و دارای یک لایهء سطحی از نیترید و هافنیم و یا آلیاژی از هافنیم می باشد. به علت وجود هافنیم، فیلامان در طیف نور مرئی واپاشی بیشتری خواهد داشت و در نتیجه لامپ پر نورتر خواهد بود. این فیلامان در فضایی که حاوی هیدروژن است از خود واکنش نشان می دهد.
کاربرد هافنیم در صنایع موشکی. کاربید هافنیم یکی از مقاوم ترین موادی است که تا دمای ۳۸۹۰ C

مقاومت می نماید و به عنوان یک عنصر ساختاری در تولید نازل موشک مورد استفاده قرار میگیرد.

کاربرد هافنیم در پمپهای خلاء به عنوان دریافت کننده. اگر کاربید هافنیم بصورت سرامیکی با تخلخلهای ریز ساخته شود در محیط خلاء و بخار همراه با Cs133 برای جمع آوری موثر الکترونهای با انرژی ۰/۱-۰/۱۲ الکترون ولت می تواند به کار رود. این کار به صورت تبخیر سطحی از سطح کاربید هافنیم انجام می شود. این طرح اساس طراحی موتورهای یونی با قدرت بالا و ژنراتورهای گرما یونی با توان کم است. با توجه به اینکه انرژی الکترونها در این روش بسیار کم (حداکثر ۳/۵۳ الکترون ولت) است لازم است تا از کاتدهای با قدرت بالا و تفنگ الکترونی استفاده شود .[۲]

کاربرد هافنیم در نیروگاههای هسته ای به عنوان میله های کنترلی. در تاسیسات انرژی هسته ای هافنیم تولیدی موجود در ایزومر ۱۷۸ m2 در واقع نوعی زباله محسوب می شود که بعد می تواند به عنوان جاذب نوترون در نیروگاههای هسته ای مورد استفاده قرار گیرد. با توجه به استحکام مکانیکی این فلز و مقاومت خوب آن در برابر تحلیل رفتن تدریجی، از این فلز میتوان برای ساخت میله های کنترلی درراکتورهای هسته ای استفاده کرد. فلز هافنیم دارای خواص مکانیکی بسیار عالی است و در مقابل تحلیل رفتن تدریجی مقاوم می باشد و بخوبی نوترونهای حرارتی را جذب می نماید. مجموعهء این خواص باعث شده است تا این فلز در ساخت میله های کنترلی هسته ای که در راکتورهای آب سبک به کار می روند به کار برده شود. کاربرد هافنیم در مصارف هسته ای در سالهای اخیر کاهش یافته است، و میزان کاربرد این فلز در زیردریایی هایی که از راکتورهای تحت فشار استفاده می کنند %۱۵ می باشد. ترکیب سرامیکی دی براید هافنیم که در دماهای بالا تولید شده است، این اواخر در شیلدهای حرارتی که در درون موشکهای بالیستیک (ICBMs) وجود دارند به عنوان مادهء تشکیل دهندهء میله های کنترلی کاربرد دارد.