Хлориды HfCl4 в Минске

Хлорид гафния HfCl4: технические характеристики и применение

Хлорид гафния HfCl4 — тетрагональный галогенид гафния, получаемый прямым хлорированием гафниевого сырья или карбохлорированием HfO2 в присутствии углерода при 600–900 C. Соединение существует в виде белых гигроскопичных кристаллов с плотностью 2,8–3,2 г/см, температурой возгонки 315–320 C и температурой плавления 432 C под давлением собственных паров. Молекулярная масса — 320,3 г/моль. В парах при 300–400 C преобладают мономерные молекулы с тетраэдрической координацией гафния; при охлаждении образуются полимерные мостиковые структуры. Вещество интенсивно гидролизуется влагой воздуха с выделением HCl и образованием оксихлорида HfOCl28H2O, поэтому хранится и транспортируется в герметичной таре из никеля, монеля или фторопластовой аппаратуре в атмосфере сухого аргона.

Технические параметры HfCl4

Марки и формы поставки

• HfCl4 технический — содержание Hf 60–63 %, для получения металлического гафния магнийтермическим восстановлением.
• HfCl4 ядерной чистоты — Hf 63,5 %, Zr 0,5 %, для производства губки и слитков гафния.
• HfCl4 для CVD/ALD — фракция 0,5–3 мм, содержание металлических примесей 10 ppm.
• HfCl4 оптический — Fe, Cu, Ni 1 ppm, для осаждения плёнок HfO2 в оптике.
• Раствор HfOCl2 — продукт контролируемого гидролиза, применяется в золь-гель технологии.

Технологические применения

В ядерном топливном цикле HfCl4 служит исходным соединением для получения пластичного гафния, используемого в стержнях СУЗ реакторов ВВЭР и PWR, где сечение захвата тепловых нейтронов гафния (105 барн) обеспечивает эффективное поглощение. В микроэлектронике HfCl4 применяется как прекурсор атомно-слоевого осаждения (ALD) диэлектрика HfO2 с диэлектрической проницаемостью 20–25 для затворов транзисторов по техпроцессам 45 нм и ниже, а также в MIM-конденсаторах DRAM. В оптическом производстве из HfCl4 получают плёнки с показателем преломления n 2,0 на длине волны 550 нм для просветляющих и зеркальных покрытий лазерной оптики. В металлургии тетрахлорид используется в хлоридной технологии разделения Hf и Zr методом экстрактивной ректификации в колоннах с расплавом NaCl–AlCl3 или экстракцией трибутилфосфатом.

Условия эксплуатации и безопасность

HfCl4 относится к веществам 2-го класса опасности: при контакте с влагой выделяет HCl, вызывает химические ожоги слизистых и дыхательных путей. ПДК в воздухе рабочей зоны — 2 мг/м (аэрозоль). Работы ведутся в перчаточных боксах с аргоновой атмосферой, вытяжных шкафах с фильтрацией, при использовании кислотостойких СИЗ. Транспортировка — в герметичных никелевых барабанах или фторопластовых контейнерах, размещённых в стальной таре. Хранение — в сухих отапливаемых складах при влажности 40 % и температуре 5–25 C, вдали от щелочей и окислителей.

Вопросы и ответы