Yttrium μέταλλο 99,9% σπάνια γαίας μετάλλων Υ για τον ειδικό χάλυβα

Περιγραφή προϊόντων

Yttrium Metal Y Rare Earth Metal

Το ύττριο είναι ένα μαλακό, ασημί-λευκό μέταλλο που ανήκει στην Ομάδα 3 του Περιοδικού Πίνακα.είναι το 28ο πιο άφθονο στοιχείο στον φλοιό της Γης.Το ύττριο είναι σταθερό στον αέρα, καθώς προστατεύεται από το σχηματισμό μιας ανθεκτικής μεμβράνης οξειδίου στην επιφάνειά του.Καίγεται εάν αναφλεγεί και δέχεται επίθεση από νερό, το οποίο το αποσυνθέτει για να απελευθερώσει αέριο υδρογόνο.Το ύττριο, όταν κοπεί αρκετά μικρό, θα καεί αυθόρμητα στον αέρα.Παραδόξως, οι πέτρες που έφεραν πίσω από τη Σελήνη οι αστροναύτες του Apollo περιείχαν ασυνήθιστα υψηλή περιεκτικότητα σε ύττριο.

Χρήσεις

Το ύττριο χρησιμοποιείται σε κράματα που βελτιώνουν τη χύτευση μαγνησίου (Mg).Δίνει λεπτότερο κόκκο στα μέταλλα του χρωμίου (Cr), του μολυβδαινίου (Mo) και του ζιρκονίου (Zr).Επίσης, όταν προστίθεται σε χυτοσίδηρο, το κάνει πιο λειτουργικό.Ασυνήθιστα για τα μέταλλα, όταν κραματώνεται με χρώμιο και αλουμίνιο γίνεται ανθεκτικό στη θερμότητα.Το οξυθειούχο ύττριο, όταν είναι ντοπαρισμένο με ευρώπιο, δημιουργεί το κόκκινο χρώμα στις τηλεοράσεις.Το οξείδιο του υττρίου χρησιμοποιείται ως πρόσθετο γυαλιού, καθιστώντας το ανθεκτικό στη θερμότητα και τους κραδασμούς, και ως εκ τούτου χρησιμοποιείται σε φακούς κάμερας.Το οξείδιο του υττρίου χρησιμοποιείται επίσης για την κατασκευή υπεραγωγών και η ένωση υττρίου-βαρίου-οξειδίου του χαλκού (YB2Cu3O7-9) ήταν ο πρώτος υπεραγωγός που λειτούργησε σε θερμοκρασίες υγρού αζώτου (-183°C).Το ύττριο-σίδερο-γρανάτης (YIG) χρησιμοποιείται ως συντονιστές σε μετρητές συχνοτήτων και στη μαγνητική εγγραφή.Το ύττριο διαδραματίζει επίσης σημαντικό ρόλο στην αεροδιαστημική, όπου χρησιμοποιείται ως σταθεροποιητής και σχηματιστής καλουπιών για τουρμπίνες κινητήρων αεριωθουμένων μεταξύ άλλων εξαρτημάτων.

Εφαρμογές:

• Καταναλωτής

Το κόκκινο συστατικό των καθοδικών λυχνιών έγχρωμης τηλεόρασης εκπέμπεται συνήθως από ένα ύττρια (Υ2Ο3) ή θειούχο οξείδιο του υττρίου (Υ2Ο2μικρό) πλέγμα ξενιστή εμποτισμένο με κατιόν ευρωπίου (III) (Ευ³⁺) φώσφοροι.Το ίδιο το κόκκινο χρώμα εκπέμπεται από το ευρώπιο ενώ το ύττριο συλλέγει ενέργεια από το όπλο ηλεκτρονίων και τη διοχετεύει στο φώσφορο.Οι ενώσεις υττρίου μπορούν να χρησιμεύσουν ως πλέγματα ξενιστών για ντόπινγκ με διαφορετικά κατιόντα λανθανίδης.Tb³⁺μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως παράγοντας ντόπινγκ για την παραγωγή πράσινης φωταύγειας.Ως εκ τούτου, οι ενώσεις υττρίου όπως ο γρανάτης αλουμινίου υττρίου (YAG) είναι χρήσιμες για τους φωσφόρους και αποτελούν σημαντικό συστατικό των λευκών LED.

Το ύττρια χρησιμοποιείται ως πρόσθετο πυροσυσσωμάτωσης στην παραγωγή πορώδους νιτριδίου του πυριτίου.

Οι ενώσεις υττρίου χρησιμοποιούνται ως καταλύτης για τον πολυμερισμό του αιθυλενίου.Ως μέταλλο, το ύττριο χρησιμοποιείται στα ηλεκτρόδια ορισμένων μπουζί υψηλής απόδοσης.Το ύττριο χρησιμοποιείται σε μανδύες αερίου για φανάρια προπανίου ως αντικατάσταση του θορίου, το οποίο είναι ραδιενεργό.

Επί του παρόντος υπό ανάπτυξη βρίσκεται η σταθεροποιημένη με ύττριο ζιρκόνιο ως στερεός ηλεκτρολύτης και ως αισθητήρας οξυγόνου στα συστήματα εξάτμισης αυτοκινήτων.

• Γρανάτες

 

Ράβδος λέιζερ Nd:YAG διαμέτρου 0,5 cm (0,20 in).

Το ύττριο χρησιμοποιείται για την παραγωγή μιας μεγάλης ποικιλίας συνθετικών γρανατών και το ύττριο χρησιμοποιείται για την παραγωγή γρανατών από σίδηρο υττρίου (Υ3Fe5Ο
12, επίσης "YIG"), τα οποία είναι πολύ αποτελεσματικά φίλτρα μικροκυμάτων τα οποία πρόσφατα αποδείχθηκε ότι έχουν μαγνητικές αλληλεπιδράσεις πιο περίπλοκες και μεγαλύτερης εμβέλειας από ό,τι κατανοήθηκε τις προηγούμενες τέσσερις δεκαετίες.Γρανάτες υττρίου, σιδήρου, αλουμινίου και γαδολινίου (π.χΥ3(Fe,Al)5Ο12καιΥ3(Fe,Gd)5Ο12) έχουν σημαντικές μαγνητικές ιδιότητες.Το YIG είναι επίσης πολύ αποδοτικό ως πομπός και μετατροπέας ακουστικής ενέργειας. Γρανάτης αλουμινίου υττρίου (Υ3Ο Αλ5Ο12ή YAG) έχει σκληρότητα 8,5 και χρησιμοποιείται επίσης ως πολύτιμος λίθος σε κοσμήματα (προσομοιωμένο διαμάντι).Οι κρύσταλλοι γρανάτη αλουμινίου υττρίου με πρόσμιξη δημητρίου (YAG:Ce) χρησιμοποιούνται ως φώσφοροι για την κατασκευή λευκών LED.

YAG, ύττρια, φθοριούχο λίθιο ύττριο (LiYF4), και ορθοβαναδικό ύττριο (YVO4) χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με προσμείξεις όπως νεοδύμιο, έρβιο, υττέρβιο σε λέιζερ εγγύς υπέρυθρο.Τα λέιζερ YAG μπορούν να λειτουργήσουν σε υψηλή ισχύ και χρησιμοποιούνται για διάτρηση και κοπή μετάλλων. Οι μονοκρυστάλλοι του ντοπαρισμένου YAG παράγονται κανονικά με τη διαδικασία Czochralski.

• Ενισχυτικό υλικού

Μικρές ποσότητες υττρίου (0,1 έως 0,2%) έχουν χρησιμοποιηθεί για τη μείωση των μεγεθών των κόκκων του χρωμίου, του μολυβδαινίου, του τιτανίου και του ζιρκονίου.Το ύττριο χρησιμοποιείται για την αύξηση της αντοχής του αλουμινίου και των κραμάτων μαγνησίου.Η προσθήκη υττρίου σε κράματα γενικά βελτιώνει την εργασιμότητα, προσθέτει αντοχή στην ανακρυστάλλωση σε υψηλή θερμοκρασία και ενισχύει σημαντικά την αντίσταση στην οξείδωση σε υψηλή θερμοκρασία (βλ. συζήτηση για οζίδια γραφίτη παρακάτω).

Το ύττριο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αποξείδωση του βαναδίου και άλλων μη σιδηρούχων μετάλλων. Η Υτρία σταθεροποιεί την κυβική μορφή της ζιρκονίας στα κοσμήματα.

Το ύττριο έχει μελετηθεί ως οζοποιητής σε όλκιμο χυτοσίδηρο, σχηματίζοντας τον γραφίτη σε συμπαγή οζίδια αντί για νιφάδες για να αυξήσει την ολκιμότητα και την αντοχή στην κόπωση.Έχοντας υψηλό σημείο τήξης, το οξείδιο του υττρίου χρησιμοποιείται σε ορισμένα κεραμικά και γυαλί για να προσδώσει αντοχή σε κραδασμούς και ιδιότητες χαμηλής θερμικής διαστολής. Αυτές οι ίδιες ιδιότητες κάνουν ένα τέτοιο γυαλί χρήσιμο στους φακούς κάμερας.

• Ιατρικός

Το ραδιενεργό ισότοπο ύττριο-90 χρησιμοποιείται σε φάρμακα όπως το Yttrium Y 90-DOTA-tyr3-octreotide και το Yttrium Y 90 ibritumomab tiuxetan για τη θεραπεία διαφόρων καρκίνων, συμπεριλαμβανομένου του λεμφώματος, της λευχαιμίας, του ήπατος, των ωοθηκών, του παχέος εντέρου, του παγκρέατος και των οστών.Λειτουργεί με την προσκόλληση σε μονοκλωνικά αντισώματα, τα οποία με τη σειρά τους συνδέονται με καρκινικά κύτταρα και τα σκοτώνουν μέσω έντονης β-ακτινοβολίας από το ύττριο-90 (βλ. θεραπεία με μονοκλωνικά αντισώματα).

Μια τεχνική που ονομάζεται ραδιοεμβολισμός χρησιμοποιείται για τη θεραπεία του ηπατοκυτταρικού καρκινώματος και της ηπατικής μετάστασης.Ο ραδιοεμβολισμός είναι μια χαμηλής τοξικότητας, στοχευμένη θεραπεία καρκίνου του ήπατος που χρησιμοποιεί εκατομμύρια μικροσκοπικά σφαιρίδια από γυαλί ή ρητίνη που περιέχει ραδιενεργό ύττριο-90.Οι ραδιενεργές μικροσφαίρες χορηγούνται απευθείας στα αιμοφόρα αγγεία που τροφοδοτούν συγκεκριμένους όγκους/τμήματα ή λοβούς του ήπατος.Είναι ελάχιστα επεμβατική και οι ασθενείς μπορούν συνήθως να πάρουν εξιτήριο μετά από λίγες ώρες.Αυτή η διαδικασία μπορεί να μην εξαλείφει όλους τους όγκους σε ολόκληρο το ήπαρ, αλλά λειτουργεί σε ένα τμήμα ή έναν λοβό κάθε φορά και μπορεί να απαιτεί πολλαπλές διαδικασίες.

Δείτε επίσης ραδιοεμβολισμό στην περίπτωση συνδυασμένης κίρρωσης και ηπατοκυτταρικού καρκινώματος.

Βελόνες από ύττριο-90, που μπορούν να κόψουν με μεγαλύτερη ακρίβεια από τα νυστέρια, έχουν χρησιμοποιηθεί για να κόψουν τα νεύρα που μεταδίδουν πόνο στο νωτιαίο μυελό και το ύττριο-90 χρησιμοποιείται επίσης για τη διεξαγωγή αρθρεκτομής ραδιονουκλεϊδίων στη θεραπεία φλεγμονωδών αρθρώσεων, ιδιαίτερα των γονάτων , σε πάσχοντες από παθήσεις όπως η ρευματοειδής αρθρίτιδα.

Ένα λέιζερ με πρόσμειξη νεοδυμίου υττρίου-αλουμινίου-γρανάτη έχει χρησιμοποιηθεί σε μια πειραματική, υποβοηθούμενη από ρομπότ ριζική προστατεκτομή σε κυνόδοντες σε μια προσπάθεια να μειωθεί η παράπλευρη βλάβη των νεύρων και των ιστών, και τα λέιζερ με πρόσμειξη ερβίου χρησιμοποιούνται για την αισθητική αναδόμηση του δέρματος.

• Υπεραγωγοί

 

Υπεραγωγός YBCO

Το ύττριο είναι ένα βασικό συστατικό στο οξείδιο του χαλκού υττρίου βαρίου (YBa₂Cu₃Ο₇, γνωστός και ως «YBCO» ή «1-2-3») υπεραγωγός που αναπτύχθηκε στο Πανεπιστήμιο της Αλαμπάμα και στο Πανεπιστήμιο του Χιούστον το 1987. Αυτός ο υπεραγωγός είναι αξιοσημείωτος επειδή η θερμοκρασία υπεραγωγιμότητας λειτουργίας είναι πάνω από το σημείο βρασμού του υγρού αζώτου (77,1 Κ).Δεδομένου ότι το υγρό άζωτο είναι λιγότερο ακριβό από το υγρό ήλιο που απαιτείται για τους μεταλλικούς υπεραγωγούς, το κόστος λειτουργίας για εφαρμογές θα ήταν μικρότερο.

Το πραγματικό υπεραγώγιμο υλικό γράφεται συχνά ως YBa₂Cu₃Ο_7-ρε, πουρεπρέπει να είναι μικρότερο από 0,7 για υπεραγωγιμότητα.Ο λόγος για αυτό δεν είναι ακόμα σαφής, αλλά είναι γνωστό ότι οι κενές θέσεις εμφανίζονται μόνο σε ορισμένα σημεία στον κρύσταλλο, στα επίπεδα οξειδίου του χαλκού και στις αλυσίδες, προκαλώντας μια ιδιόμορφη κατάσταση οξείδωσης των ατόμων χαλκού, η οποία με κάποιο τρόπο οδηγεί σε υπεραγώγιμη συμπεριφορά.

Η θεωρία της υπεραγωγιμότητας σε χαμηλή θερμοκρασία έχει γίνει καλά κατανοητή από τη θεωρία BCS του 1957. Βασίζεται σε μια ιδιαιτερότητα της αλληλεπίδρασης μεταξύ δύο ηλεκτρονίων σε ένα κρυσταλλικό πλέγμα.Ωστόσο, η θεωρία BCS δεν εξηγεί την υπεραγωγιμότητα υψηλής θερμοκρασίας και ο ακριβής μηχανισμός της εξακολουθεί να είναι ένα μυστήριο.Αυτό που είναι γνωστό είναι ότι η σύνθεση των υλικών οξειδίου του χαλκού πρέπει να ελέγχεται επακριβώς για να εμφανιστεί υπεραγωγιμότητα.

Αυτός ο υπεραγωγός είναι ένα μαύρο και πράσινο, πολυκρυστάλλινο, πολυφασικό ορυκτό.Οι ερευνητές μελετούν μια κατηγορία υλικών γνωστών ως περοβσκίτες που είναι εναλλακτικοί συνδυασμοί αυτών των στοιχείων, ελπίζοντας να αναπτύξουν έναν πρακτικό υπεραγωγό υψηλής θερμοκρασίας.

• Μπαταρίες λιθίου

Το ύττριο χρησιμοποιείται σε μικρές ποσότητες στις καθόδους ορισμένων μπαταριών φωσφορικού σιδήρου λιθίου (LFP), οι οποίες στη συνέχεια ονομάζονται συνήθως LiFeYPO₄χημεία ή LYP.Παρόμοια με το LFP, οι μπαταρίες LYP προσφέρουν υψηλή ενεργειακή πυκνότητα, καλή ασφάλεια και μεγάλη διάρκεια ζωής.Αλλά το LYP προσφέρει υψηλότερη σταθερότητα καθόδου και παρατείνει τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας, προστατεύοντας τη φυσική δομή της καθόδου, ειδικά σε υψηλότερες θερμοκρασίες και υψηλότερο ρεύμα φόρτισης/εκφόρτισης.Οι μπαταρίες LYP χρησιμοποιούνται σε σταθερές εφαρμογές (ηλιακά συστήματα εκτός δικτύου), ηλεκτρικά οχήματα (ορισμένα αυτοκίνητα), καθώς και σε άλλες εφαρμογές (υποβρύχια, πλοία), παρόμοιες με τις μπαταρίες LFP, αλλά συχνά σε βελτιωμένη ασφάλεια και διάρκεια ζωής κύκλου.Τα κύτταρα LYP έχουν ουσιαστικά την ίδια ονομαστική τάση με το LFP.3.25 V, αλλά η μέγιστη τάση φόρτισης είναι 4,0 V, και τα χαρακτηριστικά φόρτισης και εκφόρτισης είναι πολύ παρόμοια.

• Άλλες εφαρμογές

Το 2009, ο καθηγητής Mas Subramanian και οι συνεργάτες του στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Όρεγκον ανακάλυψαν ότι το ύττριο μπορεί να συνδυαστεί με ίνδιο και μαγγάνιο για να σχηματιστεί μια έντονα μπλε, μη τοξική, αδρανής, ανθεκτική στο ξεθώριασμα χρωστική ουσία, το μπλε YInMn, η πρώτη νέα μπλε χρωστική που ανακαλύφθηκε το 200 χρόνια.