Pure Samarium CAS 7440-19-9

Puhas samariumon metallelement keemilise sümboliga Sm ja aatomnumbriga 62. See on keskmise kõvadusega hõbevalge metall, mis õhu käes kergesti oksüdeerub. Lantaniidiseeria tüüpilise komponendina on samariumil tavaliselt +3. SmO oksüdatsiooniaste, SmS, SmSe ja SmTe on samariumi (II) kõige levinumad ühendid. Samariumil ei ole olulist bioloogilist toimet, vaid väike toksilisus. See eksisteerib koos teiste haruldaste muldmetallide elementidega monasiitliivas. Monasiidis sisalduvad haruldased muldmetallid, aga ka kaltsium ja toorium, on levinud India ja Brasiilia jõeliivas ning Florida ranniku jõeliivas. Haruldaste muldmetallide elementide massiosa monasiitliivas on tavaliselt 50%, millest samarium moodustab 2,8%. Lisaks leidub samariumi ka bastnaesiidis, mis on enamasti levinud Lõuna-Californias. Samariumi mineraalidest eraldamiseks on vaja ioonivahetustehnoloogiat.

Puhas samarium, mis on haruldaste muldmetallide elementide perekonna oluline liige, on oma ainulaadsete füüsikaliste ja keemiliste omaduste tõttu näidanud asendamatut kasutusväärtust mitmes valdkonnas.

Püsimagnetmaterjalid: domineeriv jõudlus kõrge{0}}temperatuuriga keskkondades

 

Samarium-koobalt-püsimagnet (SmCo) on haruldaste muldmetallide püsimagnetmaterjalide teerajaja, mille magnetilised omadused on neodüüm-raudboori järel teisel kohal. Siiski on sellel olulisi eeliseid kõrge temperatuuri stabiilsus, demagnetiseerimiskindlus ja korrosioonikindlus.

Technical characteristics: Samarium cobalt magnets are divided into two categories: SmCo ₅ series and Sm ₂ Co ₁ series. The latter has become mainstream due to its higher magnetic energy product (up to 32MGOe) and coercivity (>25kOe). Selle maksimaalne töötemperatuur ulatub 350 kraadini ja mõned mudelid taluvad 538 kraadist äärmuslikku keskkonda. Magnetilise muutuse kiirus on väiksem kui 0,03% / kraadi, tagades täppissüsteemide töökindluse temperatuuride erinevuste korral.

 

Sõjalised rakendused:
F-35 hävitaja: iga õhusõiduk vajab radari servosüsteemide ja kõrge temperatuuriga mootorite (taluvad 538 kraadi) käitamiseks 23 kilogrammi samarium-koobaltmagneteid, mis tagavad täpse juhtimise äärmuslikes töötingimustes. Neodüümi raudboormagneteid ei saa kõrge temperatuuriga magnetilise sumbumise probleemide tõttu asendada.
Rakettide juhtimissüsteem: Samariumi koobaltmagnet juhib lõhkepea koonusmootorit, säilitades magnetilise stabiilsuse ülehelikiirusega lendude tekitatud kõrgel{0}}temperatuurilises hõõrdekeskkonnas. Selle elektromagnetiliste häirete vastased omadused tagavad laser-/infrapuna-juhtsignaalide töökindluse.

 

Tuumaallveelaev: Virginia klassi tuumaallveelaeva sonarituvastussüsteem tugineb nõrkade helilainete püüdmiseks samariumi koobaltmagnetitele ja tõukejõumootor kasutab samariumimagneteid, et saavutada vaikne töö, vältides magnetiliste omaduste kokkupuudet.
Tööstuslikud rakendused: sellistes valdkondades nagu satelliitnavigatsioon, kõrgsageduslambid,{0}}mikrolaineseadmed jne pakuvad samariumi koobaltmagnetid stabiilseid magnetvälju, et tagada süsteemi täpsus. Näiteks kosmoselaeva Apollo 11 positsioneerimisriistad kasutasid samariumi koobaltmagneteid, et kohaneda Kuu ülimadala temperatuuriga keskkonnaga.

Tuumatööstus: juhtklapp tuuma lõhustumise ohutuks kasutamiseks

 

Samariumi isotoobil samarium-149 (Sm-149) on äärmiselt kõrge termilise neutronite püüdmise ristlõige (42000 baari) ja see on tuumareaktorite peamine kontrollmaterjal.

Neutronite neeldumine: Sm-149 reguleerib tuumareaktsioonide kiirust, neelates neutroneid, vältides kontrollimatuid ahelreaktsioone. Selle neeldumisvõime ületab palju traditsioonilisi materjale, nagu kaadmium, ja selle jõudlus on kõrgetel temperatuuridel stabiilne.
Konstruktsioonimaterjal: Samariumi sulamit saab kasutada reaktori varjestuskihtide valmistamiseks, blokeerides tõhusalt gamma- ja neutronkiirgust, kaitstes personali ja keskkonda.

Strateegiline tähtsus: pärast seda, kui Hiina kehtestas ekspordikontrolli haruldaste muldmetallide (nt samariu) suhtes, seiskus USA F-35 tootmisliin samariu koobaltimagnetite puudumise tõttu ja tuumaallveelaevade uuendamine viibis, paljastades Lääne sõjalise tarneahela haavatavuse. Pentagoni 500-tonnine haruldaste muldmetallide varu on piisav vaid lühiajalisteks hädaolukordadeks, mis toob esile samariumi strateegilise väärtuse tuumaenergia ohutuse valdkonnas.

Meditsiinivaldkond: "täppisrelv" vähivalu raviks

 

Samariumi radioaktiivne isotoop samarium-153 (Sm-153) mängib meditsiinilises pildistamises ja vähiravis üliolulist rolli.

Lai Xijue Nan Samariumi süstimine: kasutatakse osteogeense luumetastaaside põhjustatud valu raviks, selle eraldunud beetaosakesed võivad sihtida ja hävitada vähirakke, vähendades samal ajal normaalsete kudede kahjustusi. Kliiniline statistika näitab, et rinnavähi, kopsuvähi ja eesnäärmevähi luumetastaaside puhul on ravimi valuvaigistus üle 80%.
Meditsiiniline pildistamine: Sm-153 toimib jälgimisvahendina kasvaja metastaaside tuvastamiseks luu skaneerimise abil, aidates arstidel välja töötada täpsed raviplaanid.
Tehniline eelis:Puhas samariumühendid taluvad kõrgeid temperatuure üle 700 kraadi kaotamata magnetismi, tagades ravimite stabiilsuse valmistamise ja säilitamise ajal.

Optika ja elektroonilised materjalid: "lisaained" funktsionaalsete uuenduste jaoks

 

Samariumi ühendid edendavad tehnoloogilisi uuendusi optika ja elektroonika valdkonnas, parandades materjali omadusi.

Laseri materjal: samariu legeeritud ütriumalumiiniumgranaadi (Sm: YAG) kristall on tahkis{0}}laserite põhikomponent ja selle kiiratav 1,06 μm laseri lainepikkus sobib meditsiiniliseks, tööstuslikuks töötlemiseks ja sõjalisteks energiarelvadeks. Samariu doping võib parandada laseri efektiivsust rohkem kui 30%.
Optiline klaas: Samaariumoksiidi (Sm ₂ O3) lisamine võib suurendada klaasi murdumisnäitajat (üle 1,8) ja kulumiskindlust, andes klaasile erilised kollase fluorestsentsi omadused, mida kasutatakse ülitäpsete optiliste instrumentide (nt mikroskoobid ja teleskoobid) valmistamiseks.
Piesoelektriline keraamika: Samariu oksiid lisandina võib parandada keraamika paagutamist ja tihedust, tekitades sobivaid piesoelektrilisi efekte ning seda kasutatakse laialdaselt sellistes valdkondades nagu andurid ja ultrahelimuundurid.

Katalüüs ja keraamikatööstus: võimendid tõhususe parandamiseks

 

Samariu ühenditel on keemilistes reaktsioonides ja keraamika valmistamisel tõhus katalüütiline jõudlus.

Nafta rafineerimine: Samariul põhinevad katalüsaatorid võivad soodustada raske õli krakkimist, suurendada bensiini saagist 10–15% ja vähendada vääveloksiidi heitkoguseid.
Vesiniku energia salvestamine: Lantaani nikli sulam (sisaldab samariumi) võib absorbeerida suures koguses vesinikgaasi, moodustades metallhüdriidid, mis eeldatavasti lahendab vesinikuenergia ohutu ladustamise ja transportimise probleemi.
Keraamilised kondensaatorid: Samaariumoksiidiga doping võib suurendada keraamika dielektrilist konstanti, vähendada dielektrikadusid ning sobib kõrgsageduslikele{0}}vooluahelatele ja impulssvoolusüsteemidele.

Arenevad valdkonnad: tehnoloogiliste läbimurrete esirinnas

 

Tehnoloogia arenguga on järk-järgult esile kerkimas samariumi potentsiaalsed rakendused varjatud materjalides, ülijuhtimistehnoloogias ja muudes valdkondades.

Varjatud materjal: Samariul põhinevad metamaterjalid suudavad reguleerida radari laineid ja infrapunakiirgust, saavutades hävitajate/laevade jaoks radari infrapuna kaheribalise varguse, ületades traditsiooniliste neelavate materjalide ribalaiuse piirangud.
Ülijuhtivustehnoloogia: teatud samariumi ühenditel on ülijuhtivus madalatel temperatuuridel, pakkudes materiaalset alust maglev-rongidele ja kvantarvutitele.

Ülehelikiirusega rakett: Samariu oksiid kui kõrge -temperatuurikindel keraamiline lisand, võib kaitsta raketi soojuskaitsekihti kahjustuste eest lennukiirusel 5 Machi.

 

Oma ainulaadsete füüsikaliste ja keemiliste omadustega Samariust on saanud "sild", mis ühendab traditsioonilist tööstust tipptasemel tehnoloogiaga-. Kõrgetemperatuursetest püsimagnetitest tuumareaktori juhtvarrasteni, vähivaluravimitest laserkristallideni – samariumi kasutamine läbib inimühiskonna mitmeid dimensioone. Tänu Hiina strateegilisele kontrollile ja haruldaste muldmetallide ressursside tehnoloogilisele uuendamisele jätkab Samariu ülemaailmse tarneahela mustri arengut ja tema domineerivat positsiooni võtmevaldkondades veelgi tugevdatakse. Tulevikus, läbimurretega sellistes esilekerkivates valdkondades nagu varjatud materjalid ja ülijuhtimistehnoloogia, vabaneb samariumi potentsiaalne väärtus rohkem.

Valmistamisekspuhas samarium, metalli samariumi saab valmistada samariumoksiidi redutseerimisel baariumi või lantaaniga.

Samariu oksiidi redutseerimisdestilleerimismeetod: Redutseerimisdestilleerimise meetodi eeliseks on see, et toorainena kasutatakse otseselt haruldasi muldmetallide oksiide ning redutseerimis- ja destilleerimisprotsessid viiakse läbi samaaegselt, lihtsustades sellega protsessi. Saadud metalltoodete puhtus on kõrge. Lisaks on redutseerimisdestilleerimise jääk ka haruldaste muldmetallide oksiid, mida saab taaskasutada.

Kuna samariumil on kõrge aururõhk, samas kui redutseeriva lantaani aururõhk on madal. La: 1754 kraadi juures on aururõhk 1,33 Pa; temperatuuril 2217 kraadi on aururõhk 133,32 PaSm; 722 kraadi juures on aururõhk 1,33 Pa; 964 kraadi juures on aururõhk 133,32 Pa; seetõttu saab metallisamariumi valmistamiseks kasutada oksiidide lantaanredutseerimise destilleerimise meetodit: 2La (l)+Sm2O3 (s) 1600La2O3 (s)+2Sm (g). Reaktsiooni käigus tekkinud Samariu saab reaktorist eemaldada lendumise teel, mis võib soodustada reaktsiooni täielikku kulgu.

Redutseeriva destilleerimise protsessis kuumutage samariumoksiidi õhus 800 kraadi juures 15 tundi, et eemaldada võimalik H2O ja CO2 neeldumine. Treiige sulametalli lantaan 1800 kraadi juures metallilaastudeks. Segage 550 g kaltsineeritud Sm2O3 ja 540 g La metallilaastu [üle 15% (massiosa)] ning laske läbi valuploki pressimise (9,8-49) × 107 Pa], asetage see Ta tiiglisse läbimõõduga 6,4 cm ja pikkusega 25,4 cm Taffbadenle ja 25,4 cm pikkusega Taffbadenle. tiigli ülemine osa, et vältida liigsete oksiidiosakeste väljaviimist. Asetage seade vaakum-induktsioonahju kõrge temperatuuriga tsooni. Kui süsteem tühjendada rõhuni alla 0,1 Pa, hakkab see soojenema. 2 tunni pärast tõuseb see maksimaalse temperatuurini 1600 kraadini ja püsib sellel temperatuuril veel 2 tundi. Temperatuuri tõstmine on oluline aeglaselt, sest kui temperatuur tõuseb liiga kiiresti, siis La sulab ja jookseb tiigli põhja, mõjutades reageerivate ainete kokkupuudet. Redutseeritud metall destilleeritakse reaktsioonitsoonist välja ja kondenseeritakse kondensaatoril. Umbes 465g samariut saab 98% saagisega. Kui kondensaatori temperatuur on 300–500 kraadi, on kondenseeritud metallil suured kristalsed osakesed ja see on õhus stabiilne. Kui aga kondensatsioonitemperatuur on madal, on kondenseerunud metalliosakesed õhus peened ja tuleohtlikud. Ühe redutseerimisdestilleerimise produkti puhtus võib ulatuda 99,5% või rohkem, kuid see sisaldab siiski sadu La, O ja H suurusjärgus 10-6. Neid lisandeid saab pärast uuesti destilleerimist või sublimeerimist veelgi vähendada. Sublimatsioonitemperatuur on 800 kraadi ja kondensatsioonitemperatuur on ~ 500 kraadi. Redutseerimisdestilleerimiseks kasutatavat tiiglit saab kasutada sublimatsioonil. Kuid tiigel tuleks eelnevalt happega marineerida ja degaseerida vaakumis temperatuuril 1800 kraadi.

Avastamisprotsess:puhas samariumon üks lantaniidelemente (kuulub haruldaste muldmetallide hulka), mis 19. sajandil keemikuid segas ja segadusse ajas. Selle ajalugu algas tseeriumi avastamisega 1803. aastal.

Tseerium peaks sisaldama muid metalle. Carl Mosander väitis, et sai sellest 1839. aastal lantaani ja didüümi, kuid tegelikult on didüüm praseodüümi ja neodüümi segu. Aastal 1879 ekstraheeris Paul ¦ miil Lecoq de Boisbaudran taas nioobiumütriumi maakidest didüümi. Hiljem valmistas ta lämmastikhappe didüümilahuse ja lisas ammooniumhüdroksiidi. Selgus, et sete tekkis kahes etapis. Ta keskendus esimesele ladestusele ja mõõtis selle spektrit ning järeldas, et tegemist on uue elemendiga samarium. (Tegelikult leiti euroopiumi samariumist 1901. aastal)

Mineraalide jaotus: eksisteerib koos teiste haruldaste muldmetallide elementidega monasiitliivas. Monasiidis sisalduvad haruldased muldmetallid, aga ka kaltsium ja toorium, on levinud India ja Brasiilia jõeliivas ning Florida ranniku jõeliivas. Haruldaste muldmetallide elementide massiosa monasiitliivas on tavaliselt 50%, millest samarium moodustab 2,8%. Lisaks leidub samariumi ka bastnaesiidis, mis on enamasti levinud Lõuna-Californias. Samariumi mineraalidest eraldamiseks on vaja ioonivahetustehnoloogiat.

Kuum tags: puhas samarium cas 7440-19-9, tarnijad, tootjad, tehas, hulgimüük, ost, hind, lahtiselt, müük