Ütriumi Faktid

{h1}

Elemendi ütriumi omadused, allikad ja kasutusalad.

Ütrium avastati 18. sajandi lõpus, kuid ainult viimastel aastakümnetel on see pehme hõbedane metall leitud laialdaselt - keemias, füüsikas, infotehnoloogias, energeetikas, meditsiinis ja muudes valdkondades.

Elementaarsete tabelite puhul on ütrium siirdemetallide seas, mis sisaldab mõningaid tuntumaid elemente nagu hõbe ja raua. Üleminekuained on tavaliselt tugevad, kuid painduvad, mistõttu mõned neist, nagu vask ja nikkel, kasutatakse laialdaselt juhtmete jaoks. Ütriumtraati ja varda kasutatakse ka elektroonikas ja päikeseenergia valdkonnas. Ütriumit kasutatakse ka laserites, keraamikas, kaamera objektiivides ja kümneid teisi esemeid.

Ütrium on ka üks haruldaste muldmetallide elementidest. Vaatamata oma nimele on haruldaste muldmetallide elemendid kogu maailmas üsna rikkad. 17 haruldaste muldmetallide elementideks on ütrium, skandium ja 15 lantaniidid (metallilised elemendid aatomiarvuga 57 kuni 71). Need on muutunud hädavajalikuks mobiiltelefonide ja muu tehnoloogia tootmisel.

Kuid ütriumit kasutatakse harva üksi. Selle asemel kasutavad teadlased seda ühendite moodustamiseks, näiteks ütriumbariumi vaskoksiid (YBCO), mis aitas kaasa kõrgetasemeliste ülijuhtivate uuringute uuele faasile. Samuti on metallisulamitele lisatud ütrium, mis aitab parandada korrosiooni ja oksüdatsiooni vastupidavust.

"Nagu paljud elemendid, ei leia te ürtiainet kui üldise kasutuselevõtuga elementi või ühendit," ütles Joseph Gambogi, mineraalse tooraine spetsialist USA geoloogilise uuringu riikliku mineraalide infokeskusega. "Pigem lisatakse ütriumi ja selle ühendeid teiste materjalide hulka, et parandada teiste materjalide omadusi."

Oregoni osariigi ülikooli materjaliteaduse professor Mas Subramanian nõustus. "Kõigil neil juhtudel kasutatakse ütriumit struktuuride stabiilseks muutmiseks." Subramanian ja tema meeskond OSU-is kombineeritud ütrium koos indiumi ja mangaaniga, et moodustada sära sinine pigment nimega YinMn Blue. "Mangaan on tõesti see, mis andis talle värvi, kuid ütrium aitas hoida struktuuri koos," ütles ta WordsSideKick.com.

Lihtsalt faktid

  • Aatomarv (protoonide arv tuumas): 38
  • Atomic sümbol (perioodiliste elementide tabelil): Y
  • Aatommass: 88,906
  • Sulamispunkt: 2772 Fahrenheiti (1522 Celsiuse järgi)
  • Keemistemperatuur: 6,053 F (3,345 C)
  • Tihedus: 4,47 grammi kuupsentimeetri kohta
  • Riigi toatemperatuuril: Tahke

Ütriumi elektronide konfiguratsioon ja elementaarsed omadused.

Ütriumi elektronide konfiguratsioon ja elementaarsed omadused.

Krediit: Greg Robson / Creative Commons, Andrei Marincas Shutterstock

Ajalugu

1787. aastal avastati Rootsi armee leitnant ja osalise tööajaga keemik Carl Axel Arrhenius, kes avastas ebatavalise musta kivi, uurides karjääri lähedal Rootsi pealinnas Stockholmi lähedal oleval väikelinnas Ytterby. Arvestades, et ta oli avastanud uue mineraalväetise, mis sisaldas volframit, saatis Arrhenius analüüsieksemplariks Soome mineraalograafi ja keemiku Johan Gadolini.

Gadoliin eraldas ütriumi mineraalina, mida hiljem nimetati tema auks gadoliniit. Ütrium sai Ytterby nimeks.

1843. aastal õppis Rootsi keemik Carl Gustaf Mosander uurides ütriumiproove ja leidis, et need sisaldavad kolme oksiidi. Sel ajal kutsuti neid yttria, erbia ja terbia. Praegu nimetatakse neid vastavalt valgeks ütriumoksiidiks, kollaseks terbiumoksiidiks ja roosi värviks erbiooksiidiks. Neljas oksiid, ertbioksiid, identifitseeriti 1878. aastal.

Ütriumi allikad

Kuigi ütrium avastati Skandinaavias, on see teistes riikides palju rikkalikum. Hiina, Venemaa, India, Malaisia ​​ja Austraalia on ütriumi juhtivad tootjad. 2018. aasta aprillis avastasid teadlased, et nad arvavad, et haruldaste muldmetallide, sealhulgas ütrium on tohutu ladestunud väikesel Jaapani saarel, mida nimetatakse Minamitori saariks.

Ütrium võib leida enamikest haruldaste muldmetallide mineraalidest, kuid seda ei ole maakoorest eraldiseisva elemendina kunagi avastatud. Apollo kuu missioonide käigus kogutud mürakivimid sisaldavad ütriumi. Inimkeha sisaldab ka ütriumi väikestes kogustes, tavaliselt kontsentreeritud maksas, neerudesse ja luudesse.

Ütriumi kasutamine

Enne lameekraaniga televiisorite ajastamist olid telerites suured elektronkiiretorud, mis olid suured klaasist torud, mis kuvasid ekraanil pilte. Üksnes europiumiga leotatud ütriumi oksiid andis punase värvi miljonitele värviteleritele.

Tsirkooniumoksiidile (tsirkoonium) lisatakse tsirkooniumoksiid (ütrium), et valmistada sulam, mis stabiliseerib tsirkooniumoksiidi kristallstruktuuri, mis tavaliselt muutub temperatuuril. "Sisuliselt lukustub yttria tsirkooniumoksiidi kubikstruktuuris, luues erakordselt kõrge tugevuse keraamika, mis sobib kasutamiseks väga kõrgetel temperatuuridel," ütles Gambogi. "Seda tüüpi keraamikat kasutatakse mitmesugustes rakendustes, alates elektroonikast kuni reaktiivmootorite termilise barjääri katmiseni meditsiiniliste implantaatidega."

Ütrium-alumiiniumsisaldusega komposiidi abil valmistatud sünteetilisi granaatoreid müüdi tavaliselt 1970-ndatel simuleeritud teemantide ja muude vääriskivide kujul, kuid lõpuks jäid nad minema tsirkooniumoksiidiks, ütles Gambogi. Nendel päevadel kasutatakse ürdiumi alumiiniumgranetti (YAG) kristallidena, mis võimendavad valgust tööstuslikes laserites. Ütriumrassi granaatoreid kasutatakse mikrolainefiltrites, radari ja kommunikatsioonitehnoloogias.

"Kuigi ütrium on leitud paljudes rakendustes, on suurim lõppkasutus keraamika ja fosforid," ütles Gambogi WordsSideKick.com. "Väiksemaid koguseid kasutatakse metallurgias, klaaspulbris ja lisandites ning katalüsaatorites.... Samuti on palju elektroonilisi rakendusi, kuid hapnikuandurid on eriti olulised. "

Ütriumit kasutatakse laialdaselt mobiiltelefonide ja suuremate kuvariekraanide ning üldvalgustusega luminofooride tootmiseks. Värviliste televisioonitorude punase fosfori ütrium viis laialdaselt kasutusele 1960. ja 70. aastatel. Luminofoorlambid (lineaarsed ja kompaktsed) kasutavad tunduvalt rohkem ütriumi ühe vattni kohta kui LED-pirnid.

Radioaktiivset isotoopi ütrium-90 kasutatakse kiiritusravi kasutamisel maksavähi ja mõne muu vähi raviks.

Praegused uuringud

Subramanian ütles, et ütrium oli lihtsam töötada ja odavam kui paljud teised elemendid. Näiteks kasutavad teadlased kütuseelementide arendamiseks ütriumi palju kallimat plaatina asemel. Chalmersi Tehnikaülikooli ja Taani Tehnikaülikooli teadlased kasutavad nanomeetrites ütriumi ja teisi haruldasi muldmetalle, mis võib ühel päeval kõrvaldada fossiilkütuste vajaduse ja edendada aku jõul töötavate autode tõhusust.

Ütriumil põhinevad ülijuhtivusuuringud jätkuvad kogu maailmas. Läbirääkimised tehakse levitatsiooni rongides ja magnetresonantstomograafia (MRI) skaneerib tervishoius. 1987. aastal, kui Houstoni ülikooli teadlased otsisid metalli, mis hõlbustaks ülijuhtivust kõrgel temperatuuril, pöördusid nad ütriumiga. Kõrgtemperatuuri ülijuhtivus oli piiratud miinus 420 kraadi Fahrenheitiga (minus 251 Celsiuse kraadiga). Füüsik Paul Chu ja tema meeskond Houstoni ülikoolis avastasid, et ütriumi, bariumi ja vaskoksiidi (tuntud kui ütrium 123) ühend võiks hõlbustada ülijuhtivust umbes-miinus 300° F (minus 184,4° C). Nad olid loonud materjali, mida võiks jahutada vedela lämmastikuga, mis vähendaks märkimisväärselt tulevaste ülijuhtivate rakenduste kulusid.

Subramanian töötab koos värvi- ja plastmassitööstusega, et arendada YinMn sinise kasutamise rohkem. Võimalikud kasutusalad tulenevad suuresti utsri ainulaadsetest omadustest. "See on kergem kaal element, nii et teil on rohkem kaalust ilma lisamata," ütles ta. "See on värvi jaoks väga kasulik. Ütrium on hämmastav element."

Lisaressursid

  • University of Cambridge: ülejuhtmete läbimurre võis uusi edusamme anda
  • Los Alamos National Laboratory: ütrium
  • USA geoloogiline uuring: ütrium


Video Täiendada: Words at War: Combined Operations / They Call It Pacific / The Last Days of Sevastopol.




ET.WordsSideKick.com
Kõik Õigused Reserveeritud!
Mistahes Materjalide Reprodutseerimine Lubatud Ainult Prostanovkoy Aktiivne Link Saidile ET.WordsSideKick.com

© 2005–2019 ET.WordsSideKick.com