Elektronische Konfiguration von Yttrium-Ion 3. Glasherstellung. Yttrium-Lox, ein wunderbares Material, ist eine feste Lösung von Thoriumdioxid in Yttriumoxid. Es überträgt sowohl sichtbares Licht als auch Infrarotstrahlung. Es wird verwendet als

Geschichte von Yttrium

Yttrium(Yttrium) ist ein chemisches Element der Seltenen Erden mit der Ordnungszahl 39 gemäß dem Periodensystem der Elemente. Normalerweise wird es als Y bezeichnet. Der Name leitet sich vom Namen des Dorfes Ytterby in Schweden ab.

Die Geschichte der Entdeckung dieses Elements ist sehr ungewöhnlich. Im Jahr 1794 gewann der finnische Chemiker Juhan Gadolin nach einem Experiment mit dem Gestein Ytterbit aus dem Gestein Yttriumoxid mit einer Beimischung anderer Elemente. Gleichzeitig glaubte er fälschlicherweise, er hätte reines Yttrium erhalten und nannte das resultierende Element Ekebert.

Karl Mosander 50 Jahre später, im Jahr 1843, belegte, dass das von Gadolin gewonnene Ekebert eine Verbindung von Erbiumoxiden ist, Yttrium, Terbium. Yttriummetall, mit einem unbedeutenden Gehalt an anderen Lanthanoiden, wurde erst 1828 erstmals in Form eines hellgrauen Pulvers isoliert.

Dies gelang dem Chemiker Friedrich Wöhler. In der russischen Chemieliteratur aus der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts wurde das Element wie folgt bezeichnet: Gründung des yttrischen Landes, Yttrin (Strakhov), Yttrium (Hess).

Yttriumvorkommen

Yttrium in der Erdkruste enthält 0,0028 Gewichtsprozent und gehört zu den dreißig am häufigsten vorkommenden Elementen. Im Meerwasser beträgt seine Konzentration 0,0003 mg/l. Es ist Bestandteil vieler Gesteine ​​und Mineralien; das meiste Yttrium kommt in Fergusonit, Gadolinit, Zirkon, Churchit und Xenotim vor.

Die weltweiten Rohstoffreserven, aus denen Yttrium gewonnen werden kann, werden auf 544,4 Tausend Tonnen geschätzt. Jährlich werden weltweit etwa 9.000 Tonnen gefördert. Die Haupteinlagenart sind Placer. Das größte Yttriumvorkommen Standorte in Ländern wie: China, USA, Australien, Indien, Russland.

Eigenschaften und Preis von Yttrium

In seiner reinsten Form Yttrium stellt relativ dar weiches Metall, was sich gut verarbeiten lässt. Es löst sich bei Raumtemperatur relativ leicht mit Säuren.

Beim Erhitzen auf 400 °C bildet sich auf der Oberfläche eine dichte Farboxidschicht. Der Schmelzpunkt von Yttrium liegt bei 1530 °C, der Siedepunkt bei 3318 °C.

Preis ein Kilogramm Yttrium liegt bei etwa 140 $. Seine industrielle Nutzung ist sehr umfangreich und wird in naher Zukunft weiter zunehmen. In den meisten Konsumbereichen gibt es keinen gleichwertigen Ersatz.

Anwendungen von Yttrium

Es wird Yttriummetall verwendet als Zusatzstoff bei der Herstellung von Metallen, der deren Zugfestigkeit und Schmelzpunkt erhöht und deren magnetische Eigenschaften verändert.

Daraus werden Rohrleitungen für den Transport von geschmolzenem Kernbrennstoff hergestellt, da er nicht mit geschmolzenem und geschmolzenem Kernbrennstoff interagiert.

Yttrium Wird als Stabilisator, Elektrolyt und Katalysator verwendet. Daraus werden Keramiken und Hochtemperatursupraleiter hergestellt. Es wird zur Herstellung von Edelsteinen verwendet.

Auch weit verbreitet Yttriumsalze und seine anderen Verbindungen. Yttriumoxid ist äußerst hitzebeständig bei Kontakt mit flüssigem Stahl und hat keine gleichwertigen Analoga.

Es wird zur Herstellung von optischen Hochleistungs- und Infrarotlasern, Mikrowellenradarkomponenten und zur Herstellung von Yttriumferriten für die Radioelektronik verwendet.

Radioaktives Isotop von Yttrium Wird zur Behandlung von Krebs als Quelle von Betastrahlung eingesetzt. Der Einsatz von Yttriumverbindungen auf Komponenten von Verbrennungsmotoren erhöht deren Verschleißfestigkeit um das 300-fache. Aus Yttriumoxosulfid produzieren die rote Phosphorkomponente für Fernseher und Computermonitore.

YTTRIUM radioaktiv (Yttrium; Y) ist ein chemisches Element der Gruppe III des Periodensystems der Elemente von D. I. Mendelejew. Seriennummer 39, at. Gewicht (Masse) 88.905. I. gehört zu den seltenen Spurenmetallen, seine maximale positive Wertigkeit beträgt drei.

I. hat ein stabiles Isotop – 89 Y (100 %) und 20 radioaktive mit Atomgewichten von 82 bis 96; darunter sind zwei relativ langlebige Isotope – 88 Y (108,1 Tage) und 91 Y (58,8 Tage). Die übrigen Jodisotope haben Halbwertszeiten von Minuten und Stunden. In der Medizin werden Yttrium-91 und CH verwendet. arr. kurzlebiges Yttrium-90 (64 Stunden).

Yttrium-91 emittiert (Betastrahlung mit den Grenzenergien zweier Spektren E Beta = 1,545 MeV (99,78 %) und 0,34 (0,22 %) sowie Gammastrahlung sehr geringer Intensität mit einer Energie von 1,21 MeV (0,22 %). Yttrium-90 ist auch ein nahezu reiner Betastrahler mit einem Betaspektrum aus zwei Komponenten, von denen die Hauptkomponente eine hohe Grenzenergie von 2,27 MeV (Ecp = 0,93 MeV) und die zweite von 0,513 MeV (0,02 %) aufweist Der Zerfall von 90Y emittiert auch eine sehr schwache Gammastrahlung (0,02 %) mit einer Energie von 1,76 MeV.

Yttrium-91 wird aus Uranspaltprodukten gewonnen, insbesondere aus abgebrannten Brennelementen (Brennelementen), die in einem Reaktor bestrahlt werden. Yttrium-90 wird durch Bestrahlung in einem Naturbestrahlungsreaktor mithilfe der Kernreaktion 89 Y(n, Gamma) hergestellt.

Aufgrund des geringen Aktivierungsquerschnitts (1,26 Scheunen) erzeugt diese Reaktion jedoch ein I.-Arzneimittel mit einem Träger geringer spezifischer Aktivität. 90 Y ohne Träger kann auch durch Isolierung aus Uranspaltungsprodukten gewonnen werden, allerdings wird es in diesem Fall mit dem langlebigeren 91 Y vermischt, was unerwünscht ist.

Um reines, trägerfreies 90 Y zu erhalten, wird es aus einer Gleichgewichtsmischung mit dem langlebigen Ausgangsisotop 90 Sr, einem der Hauptspaltprodukte von Uran, chemisch isoliert. Wenn es notwendig ist, regelmäßig Yttrium-90 zu gewinnen, wird ein Isotopengenerator 90 Sr - 90 Y verwendet, bei dem 90 Y aus der gleichen Menge Strontium wie benötigt eluiert wird (siehe Generatoren radioaktiver Isotope). Dabei wird bei der Aufbereitung von Yttrium-90 für den Wedge-Einsatz darauf geachtet, dass das Eluat keine Beimischung von stark radiotoxischem Strontium-90 enthält, wozu gegebenenfalls eine Nachreinigung des Yttriums erfolgt aus Strontium, wodurch die Menge seiner Verunreinigung auf 10 -4 - 10 -5 % reduziert wird.

I. wird in der Medizin hauptsächlich zur Strahlentherapie von Tumoren unterschiedlicher Lokalisation in Form von kolloidalen Lösungen, Suspensionen (siehe Radioaktive Kolloide), Mikrosphären und Granulaten (siehe Radioaktive Medikamente) eingesetzt.

Daher wird Oleat 90 Y zur Strahlentherapie kleiner Tumoren (Durchmesser bis zu 3 cm) verwendet, die in der Haut und im Unterhautgewebe lokalisiert sind; Silikat 90 Y – zur Behandlung oberflächlicher bösartiger Neubildungen sowie zur prophylaktischen Verabreichung in postoperative Narben; Granulat mit 90 Y – zur Behandlung von Hirntumoren der Schädelbasis, Hypophyse.

I. bezieht sich auf Radioisotope mittlerer Radiotoxizität. Am Arbeitsplatz kann ohne Genehmigung des Sanitätsepidemiologischen Dienstes das Medikament I. mit einer Aktivität von bis zu 10 Mikrocurien verwendet werden.

Literaturverzeichnis: Levin V.I. Gewinnung radioaktiver Isotope, S. 80 und andere, M., 1972; Strahlenschutznormen (NRB-76), M., 1978.

V. V. Bochkarev.

1794 entdeckte der finnische Chemiker Johan Gadolin in einem schwedischen Mineral aus Ytterby ein Oxid eines unbekannten Elements, das 1797 von Ekebert „Yttriumerde“ genannt wurde. Anschließend stellte sich heraus, dass es sich bei „Yttriumerde“ um eine Mischung von Oxiden handelt, aus der Yttriumoxid sowie Oxide von 10 anderen Seltenerdelementen isoliert wurden. Erst 1828 erhielt der deutsche Wissenschaftler Friedrich Wöhler metallisches Yttrium in Form eines grauen Pulvers, indem er wasserfreies Yttriumchlorid mit Kalium reduzierte.

Quittung:

Physikalische Eigenschaften:

Reines Yttrium ist ein weiches Metall; seine mechanischen Eigenschaften ähneln denen von Aluminium. Schmelzpunkt ca. 1500 °C, Dichte 4,47 g/cm 3 .

Chemische Eigenschaften:

Yttrium zersetzt sich langsam in kochendem Wasser und ist in gewöhnlichen Säuren leicht löslich. Bei einer Temperatur von etwa 400 0 C bildet sich auf Yttrium ein fest haftender Film aus Y 2 O 3 -Oxid.

Die wichtigsten Verbindungen:

Oxid: In ihrer freien Form sind Y 2 O 3-Kristalle farblos, hygroskopisch und absorbieren CO 2 aus der Luft. Y 2 O 3 weist schwach basische Eigenschaften auf, ist in Wasser praktisch unlöslich (0,0002 g in 100 g H 2 O) und in Säuren löslich.

Yttrium(III)-hydroxid Es ist wasserunlöslich und hat den Charakter einer schwachen Base. Im Stehen verwandelt sich Y(OH) 3 unter dem Einfluss von Kohlendioxid in der Luft allmählich in Carbonat:
2Y(OH)3 +3CO2 = Y2(CO3)3 + 3H2O

Yttriumsalze. Die meisten Yttrium(III)-Salze sind weiße Pulver und bilden kristalline Hydrate:
Carbonat -Y 2 (CO 3) 3 *3H 2 O, Chlorid - YCl 3 *6H 2 O, Sulfat - Y 2 (SO 4) 5 *8H 2 O usw.

Anwendung:

Yttriummetall wird als Zusatzstoff bei der Herstellung von legiertem Stahl, modifiziertem Gusseisen und anderen Legierungen verwendet. Yttrium wird zur Herstellung von Pipelines für den Transport flüssiger Kernbrennstoffe – geschmolzenes Uran oder Plutonium – verwendet. Yttrium(III)-oxid wird zur Herstellung von Yttriumferriten verwendet, die in Radioelektrik, Hörgeräten und Speicherzellen verwendet werden.

Yttriumoxid wird auch bei der Herstellung von Keramik, Katalysatoren, Schmuck und optischen Lasern verwendet. Siehe auch: Yttriummetall. Yttriumoxid der Marke ITO-LYUM.

Siehe auch:
S.I. Venetsky Über selten und verstreut. Geschichten von Metallen

Wahre, empirische oder grobe Formel: Y

Molekulargewicht: 88,906

Yttrium- ein Element der sekundären Untergruppe der dritten Gruppe der fünften Periode des Periodensystems der chemischen Elemente von D.I. Mendeleev, mit der Ordnungszahl 39. Bezeichnet mit dem Symbol Y (lat. Yttrium). Der einfache Stoff Yttrium ist ein hellgraues Metall. Es existiert in zwei kristallinen Modifikationen: α-Y mit einem hexagonalen Gitter vom Magnesiumtyp, β-Y mit einem kubisch-raumzentrierten Gitter vom α-Fe-Typ, die α↔β-Übergangstemperatur beträgt 1482 °C.

Geschichte

Im Jahr 1794 isolierte der finnische Chemiker Johan (Johann) Gadolin (1760-1852) das Oxid des Elements aus dem Mineral Ytterbit, das er Yttrium nannte – nach dem Namen der schwedischen Siedlung Ytterby auf der Insel Resarø des Stockholmer Archipels (Ytterbite wurde hier in einem verlassenen Steinbruch gefunden). Im Jahr 1843 bewies Karl Mosander, dass es sich bei diesem Oxid tatsächlich um eine Mischung aus Oxiden von Yttrium, Erbium und Terbium handelte, und isolierte aus dieser Mischung Y 2 O 3. Yttriummetall, das Verunreinigungen von Erbium, Terbium und anderen Lanthaniden enthält, wurde erstmals 1828 von Friedrich Wöhler gewonnen.

In der Natur sein

Yttrium ist ein chemisches Analogon von Lanthan. Clark 26 g/t, Gehalt im Meerwasser 0,0003 mg/l. Yttrium kommt in Mineralien fast immer zusammen mit Lanthanoiden vor. Trotz unbegrenzter Isomorphie sind in der Gruppe der Seltenen Erden unter bestimmten geologischen Bedingungen getrennte Konzentrationen von Seltenen Erden der Untergruppen Yttrium und Cer möglich. Beispielsweise entwickelt sich bei Gesteinen und zugehörigen postmagmatischen Produkten überwiegend die Cer-Untergruppe und bei postmagmatischen Produkten von Granitoiden überwiegend die Yttrium-Untergruppe. Die meisten Fluorcarbonate sind mit Elementen der Cer-Untergruppe angereichert. Viele Tantal-Niobate enthalten eine Yttrium-Untergruppe, und Titanate und Titan-Tantal-Niobate enthalten eine Cer-Untergruppe. Die wichtigsten Yttriummineralien sind Xenotim YPO 4, Gadolinit Y 2 FeBe 2 Si 2 O 10.

Geburtsort

Die wichtigsten Yttriumvorkommen befinden sich in China, Australien, Kanada, den USA, Indien, Brasilien und Malaysia.

Quittung

Yttriumverbindungen werden aus Mischungen mit anderen Seltenerdmetallen durch Extraktion und Ionenaustausch gewonnen. Yttriummetall wird durch Reduktion wasserfreier Yttriumhalogenide mit Lithium oder Calcium und anschließende Destillation von Verunreinigungen hergestellt.

Physikalische Eigenschaften

Yttrium ist ein hellgraues Metall. Es existiert in zwei Kristallmodifikationen: α-Y mit einem hexagonalen Gitter vom Magnesiumtyp (a=3,6474 Å; c=5,7306 Å; z=2; Raumgruppe P63/mmc), β-Y mit einem kubisch-raumzentrierten Gitter vom α-Typ Fe (a=4,08 Å; z=2; Raumgruppe Im3m), α↔β-Übergangstemperatur 1482 °C, ΔH-Übergang – 4,98 kJ/mol. Schmelzpunkt – 1528 °C, Siedepunkt – etwa 3320 °C. Yttrium ist leicht zu bearbeiten.

Isotope

Yttrium ist ein monoisotopisches Element und wird in der Natur durch ein stabiles Nuklid 89Y repräsentiert.

Chemische Eigenschaften

An der Luft ist Yttrium mit einem dichten schützenden Oxidfilm bedeckt. Bei 370–425 °C bildet sich ein dichter schwarzer Oxidfilm. Bei 750 °C beginnt die intensive Oxidation. Das kompakte Metall wird in kochendem Wasser durch Luftsauerstoff oxidiert, reagiert mit Mineralsäuren und Essigsäure und reagiert nicht mit Fluorwasserstoff. Beim Erhitzen reagiert Yttrium mit Halogenen, Wasserstoff, Stickstoff, Schwefel und Phosphor. Das Oxid Y 2 O 3 hat basische Eigenschaften; die Base Y(OH) 3 entspricht ihm.

Anwendung

Yttrium ist ein Metall mit einer Reihe einzigartiger Eigenschaften, und diese Eigenschaften bestimmen weitgehend seine sehr breite industrielle Verwendung heute und wahrscheinlich noch breitere Verwendung in der Zukunft. Die Zugfestigkeit für unlegiertes reines Yttrium beträgt etwa 300 MPa (30 kg/mm²). Eine sehr wichtige Eigenschaft sowohl des metallischen Yttriums als auch einiger seiner Legierungen ist die Tatsache, dass Yttrium aufgrund seiner chemischen Aktivität beim Erhitzen an der Luft mit einem Film aus Oxid und Nitrid bedeckt wird, der es bis zu 1000 °C vor weiterer Oxidation schützt.

Keramik für Heizelemente

Yttriumchromit ist ein Material für die besten Hochtemperatur-Widerstandsheizgeräte, die in einer oxidierenden Umgebung (Luft, Sauerstoff) betrieben werden können.

IR - Keramik

„Yttralox“ ist eine feste Lösung von Thoriumdioxid in Yttriumoxid. Für sichtbares Licht ist dieses Material wie Glas transparent, lässt aber auch Infrarotstrahlung sehr gut durch und wird daher zur Herstellung von Infrarot-„Fenstern“ für Spezialgeräte und Raketen sowie als Beobachtungs-„Augen“ für hohe Temperaturen verwendet Öfen. Ittralox schmilzt erst bei einer Temperatur von etwa 2207 °C.

Feuerfeste Materialien

Yttriumoxid ist ein äußerst feuerfestes Material gegen Erhitzen an der Luft, verfestigt sich mit zunehmender Temperatur (maximal bei 900–1000 °C) und eignet sich zum Schmelzen einer Reihe hochaktiver Metalle (einschließlich Yttrium selbst). Beim Uranguss spielt Yttriumoxid eine besondere Rolle. Eines der wichtigsten und verantwortungsvollsten Einsatzgebiete von Yttriumoxid als hitzebeständigem Feuerfestmaterial ist die Herstellung langlebigster und hochwertigster Stahlgießdüsen (eine Vorrichtung zur dosierten Abgabe von flüssigem Stahl) unter Kontaktbedingungen Bei einem fließenden Strom aus flüssigem Stahl wird Yttriumoxid am wenigsten erodiert. Der einzige bekannte und überlegene Widerstand gegen Yttriumoxid in Kontakt mit flüssigem Stahl ist Scandiumoxid, aber es ist extrem teuer.

Thermoelektrische Materialien

Eine wichtige Verbindung von Yttrium ist sein Tellurid. Aufgrund seiner geringen Dichte, seines hohen Schmelzpunkts und seiner Festigkeit weist Yttriumtellurid eine der höchsten thermischen Kräfte unter allen Telluriden auf, nämlich 921 μV/K (für Wismuttellurid beispielsweise 280 μV/K) und ist für die Herstellung von Thermoelektrika von Interesse Generatoren mit erhöhtem Wirkungsgrad.

Supraleiter

Eine der Komponenten der Yttrium-Kupfer-Barium-Keramik mit der allgemeinen Formel YBa 2 Cu 3 O 7 -δ ist ein Hochtemperatursupraleiter mit einer Übergangstemperatur in den supraleitenden Zustand von etwa 90 K.

Yttriumlegierungen

Vielversprechende Einsatzgebiete von Yttriumlegierungen sind die Luft- und Raumfahrtindustrie, die Nukleartechnik und die Automobilindustrie. Es ist sehr wichtig, dass Yttrium und einige seiner Legierungen nicht mit geschmolzenem Uran und Plutonium interagieren, was ihre Verwendung in einem nuklearen Gasphasen-Raketentriebwerk ermöglicht.

Legieren

Durch das Legieren von Aluminium mit Yttrium erhöht sich die elektrische Leitfähigkeit daraus hergestellter Drähte um 7,5 %. Yttrium hat eine hohe Zugfestigkeit und einen hohen Schmelzpunkt und kann daher bei jeder Anwendung von Titan zu einer erheblichen Konkurrenz zu Titan werden (aufgrund der Tatsache, dass die meisten Yttriumlegierungen eine höhere Festigkeit als Titanlegierungen haben und Yttriumlegierungen darüber hinaus keine „ „Kriechen“ unter Last, was die Einsatzmöglichkeiten von Titanlegierungen einschränkt). Yttrium wird in hitzebeständige Nickel-Chrom-Legierungen (Nichrome) eingebracht, um die Betriebstemperatur des Heizdrahtes oder -bandes zu erhöhen und die Lebensdauer der Heizwicklungen (Spiralen) um das 2- bis 3-fache zu erhöhen, was von großem wirtschaftlichen Nutzen ist Bedeutung (die Verwendung von Scandium anstelle von Yttrium erhöht die Lebensdauer von Legierungen um ein Vielfaches).

Magnetische Materialien

Eine vielversprechende magnetische Legierung, Neodym-Yttrium-Kobalt, wird derzeit untersucht.

Leuchtstoffe

Yttriumoxid und Vanadat, dotiert mit Europium, werden bei der Herstellung von Bildröhren für Farbfernseher verwendet. Yttriumoxosulfid, aktiviert durch Europium, wird zur Herstellung von Leuchtstoffen im Farbfernsehen (Rotkomponente) und aktiviert durch Terbium – für Schwarzweißfernsehen verwendet. Yttrium-Aluminium-Granat (YAG), dotiert mit dreiwertigem Cer mit einem Emissionsmaximum im gelben Bereich, wird beim Design von phosphorweißen LEDs verwendet.

Lichtbogenschweißen

Durch die Zugabe von Yttrium zu Wolfram wird die Elektronenaustrittsarbeit stark reduziert (reines Yttrium beträgt 3,3 eV), was zur Herstellung von yttriierten Wolframelektroden für das Argon-Lichtbogenschweißen verwendet wird und einen erheblichen Verbrauch an Yttriummetall darstellt. Yttriumhexaborid hat außerdem eine niedrige Elektronenaustrittsarbeit (2,22 eV) und wird zur Herstellung von Kathoden für leistungsstarke Elektronenkanonen (Elektronenstrahlschweißen und Vakuumschneiden) verwendet.

Andere Anwendungen

Yttriumberyllid (wie auch Scandiumberyllid) ist eines der besten Strukturmaterialien für die Luft- und Raumfahrttechnik und schmilzt bei einer Temperatur von etwa 1920 °C und beginnt an der Luft bei 1670 °C (!) zu oxidieren. Die spezifische Festigkeit eines solchen Materials ist sehr hoch, und wenn es als Matrix zum Füllen mit Whiskern (Whiskern) verwendet wird, ist es möglich, Materialien mit fantastischer Festigkeit und elastischen Eigenschaften herzustellen. Yttriumtetraborid wird als Material für Steuerstäbe von Kernreaktoren verwendet (es weist geringe Gasemissionen für Helium und Wasserstoff auf). Yttriumorthotantalat wird synthetisiert und zur Herstellung röntgenopaker Beschichtungen verwendet. Es wurden Yttrium-Aluminium-Granate (YAG) synthetisiert, die über wertvolle physikalisch-chemische Eigenschaften verfügen, die in Schmuck verwendet werden können, und die seit geraumer Zeit als technologisch fortschrittliche und relativ kostengünstige Materialien für Festkörperlaser verwendet werden. Ein wichtiges Lasermaterial ist YSCG – Yttrium-Scandium-Gallium-Granat. Yttrium-Eisenhydrid wird als Wasserstoffbatterie mit hoher Kapazität verwendet und ist recht günstig.

Yttriumpreise

Yttrium mit einer Reinheit von 99–99,9 % kostet durchschnittlich 115–185 US-Dollar pro 1 kg.

YTTRIUM

1. Yttriummetall

Physikalische und chemische Eigenschaften

Yttrium ist ein hellgraues Metall. Schmelzpunkt ca. 1500°C, Dichte 4,47 g/cm3,Brinellhärte 628 MPa, Elastizitätsmodul 66 GPa, Schermodul 264 GPa, Poissonzahl 0,265, Kompressibilitätskoeffizient 26,8.10 -7 cm 2 /kg.In seinen mechanischen Eigenschaften ähnelt es Aluminium.Leicht mechanisch bearbeitbar.

Yttrium löst sich leicht in Mineralsäuren. In kochendem Wasser oxidiert es allmählich, an der Luft bei einer bestimmten Temperatur 400 °CDie Oxidation von Yttrium verläuft recht schnell. In diesem Fall bildet sich jedoch ein dunkler, glänzender Oxidfilm, der das Metall dicht umhüllt und eine Oxidation in der Masse verhindert. Nur wenn 760°C Dieser Film verliert seine schützenden Eigenschaften und durch Oxidation wird das hellgraue Metall in ein farbloses oder schwarzes (von Verunreinigungen) Oxid umgewandelt.

Lagerung

In einer normalen Atmosphäre ist Yttrium sehr stabil; es verdunkelt sich nur geringfügig, verliert jedoch nie seinen metallischen Glanz. Yttrium oxidiert bei höheren Temperaturen. Yttrium-Chips sollten vorsichtig gehandhabt werden, da sie beim Erhitzen stark brennen. In einer Atmosphäre aus Wasserdampf bei 750°C Yttrium ist mit einem Oxidfilm bedeckt, der das Metall vor weiterer Oxidation schützt.

Produktion

Wie viele Lanthanoide gehört Yttrium zu den relativ häufig vorkommenden Metallen. Laut Geochemikern beträgt der Yttriumgehalt in der Erdkruste 0,0028 % – damit gehört das Element zu den 30 häufigsten Elementen auf der Erde.

Über hundert Mineralien enthalten Yttrium. Unter ihnen gibt es tatsächlich Yttrium - Xenotim, Fergusonit, Euxenit, Talenit und andere sind nur Xenotim und Euxenit von industrieller Bedeutung.

Die wichtigsten Yttriumvorkommen befinden sich in China, den USA, Kanada, Australien, Indien, Malaysia und Brasilien. China ist der weltweit wichtigste Lieferant von Yttrium. In Kirgisistan gibt es ein industrielles Vorkommen von Yttrium und Yttrium-Seltenerden (schwere Lanthanoide).

Es ist äußerst schwierig, reines Yttrium aus dem Erz zu gewinnen. Die Ähnlichkeit mit anderen Seltenen Erden stört.

Das von Spelling und Lowell entwickelte Verfahren zur Verarbeitung von Erzen zu Yttrium und Seltenerdelementen ist wie folgt. Das ursprüngliche Xenotim wird durch Behandlung mit Schwefelsäure bei hoher Temperatur geöffnet. Die nach dieser Behandlung erhaltene Lösung wird Säulen mit einem Kationenaustauscherharz zugeführt. Um sie zu eluieren, wird eine Lösung von Ethylendiamintetraessigsäure verwendet. Yttrium und Seltenerdelemente sind in unterschiedlichen Fraktionen des Eluats enthalten. Aus diesen Fraktionen werden sie in Form von Oxalaten ausgefällt und zu Oxiden kalziniert.

Eine universelle Möglichkeit, völlig reine Seltenerdmetalle und Yttrium zu erhalten, ist die Reduktion wasserfreier Fluoride mit Calcium. Wasserfreie Fluoride von Seltenerdmetallen werden entweder durch Fluoridierung von Oxiden mit wasserfreiem Fluorwasserstoff bei 575 °C oder durch Kalzinierung von aus wässrigen Lösungen ausgefällten Fluoriden mit Flusssäure oder durch Verschmelzen von Oxiden von Seltenerdmetallen mit Ammoniumbifluorid erhalten.

Wasserfreies Fluorid wird mit Calciummetallpulver gemischt und ein Tantaltiegel mit einer Ladung in einer Argonatmosphäre erhitzt, bis die Reaktion beginnt. Sobald die Reaktion abgeschlossen ist, sollten sowohl das Seltenerdmetall als auch die Schlacke (Kalziumfluorid) in geschmolzenem Zustand vorliegen.

Das auf diese Weise gewonnene kalziumthermische Yttrium muss hinsichtlich des Gehalts an kontrollierten Verunreinigungen den Anforderungen und Standards der TU 48-4-208-72 entsprechen:

Anwendungen von Yttriummetall

Yttriumlegierungen

Yttrium ist ein Metall mit einer Reihe einzigartiger Eigenschaften, und diese Eigenschaften bestimmen weitgehend seine sehr breite industrielle Verwendung heute und wahrscheinlich noch breitere Verwendung in der Zukunft. Die Zugfestigkeit für unlegiertes reines Yttrium beträgt etwa 300 MPa (30 kg/mm). Eine sehr wichtige Eigenschaft sowohl des metallischen Yttriums als auch einer Reihe seiner Legierungen ist die Tatsache, dass Yttrium aufgrund seiner chemischen Aktivität beim Erhitzen an der Luft mit einem Film aus Oxid und Nitrid bedeckt ist, der es vor weiterer Oxidation schützt 1000 °C.

Vielversprechende Einsatzgebiete von Yttriumlegierungen sind die Luft- und Raumfahrtindustrie, die Nukleartechnik und die Automobilindustrie. Es ist sehr wichtig, dass Yttrium und einige seiner Legierungen nicht mit geschmolzenem Uran und Plutonium interagieren, und ihre Verwendung ermöglicht den Einsatz in einem nuklearen Gasphasen-Raketentriebwerk.

Eine vielversprechende magnetische Legierung wird untersucht - Neodym-Yttrium- Kobalt .

Legieren

Yttrium wird häufig in der Eisen- und Nichteisenmetallurgie verwendet.

Legieren Aluminium Yttrium steigt um 7,5 % elektrische Leitfähigkeit daraus hergestellte Drähte.

Yttrium hat eine hohe Zugfestigkeit und einen hohen Schmelzpunkt und kann daher zu erheblicher Konkurrenz führen Titan in jedem Anwendungsbereich des letzteren (aufgrund der Tatsache, dass die meisten Yttriumlegierungen eine höhere Festigkeit aufweisen als Titanlegierungen und außerdem Yttriumlegierungen unter Last kein „Kriechen“ aufweisen, was die Anwendungsbereiche von Titan einschränkt Legierungen).

Yttrium wird in hitzebeständige Legierungen aus Nickel und Chrom (Nichrom) eingebracht, um die Betriebstemperatur des Heizdrahtes oder -bandes zu erhöhen und die Lebensdauer der Heizwicklungen (Spiralen) um das 2- bis 3-fache zu erhöhen, was von enormer Bedeutung ist wirtschaftliche Bedeutung.

Durch das Einbringen geringer Mengen Yttrium in Stahl wird dessen Struktur feinkörnig und die mechanischen, elektrischen und magnetischen Eigenschaften werden verbessert. Durch die Zugabe kleiner Mengen Yttrium (Zehntel, Hundertstel Prozent) zu Gusseisen wird dessen Härte nahezu verdoppelt und seine Verschleißfestigkeit vervierfacht. Solches Gusseisen wird weniger spröde, seine Festigkeitseigenschaften ähneln denen von Stahl und es hält hohen Temperaturen leichter stand. Und es ist besonders wichtig, dass Yttrium-Gusseisen mehrmals umgeschmolzen werden kann, seine Festigkeitseigenschaften jedoch erhalten bleiben.