- Итрий
-
Иттрий / Yttrium (Y) Атомный номер 39 Внешний вид простого вещества 
Свойства атома Атомная масса
(молярная масса)88,90585 а. е. м. (г/моль) Радиус атома 178 пм Энергия ионизации
(первый электрон)615,4 (6,38) кДж/моль (эВ) Электронная конфигурация [Kr] 4d1 5s2 Химические свойства Ковалентный радиус 162 пм Радиус иона (+3e) 89,3 пм Электроотрицательность
(по Полингу)1,22 Электродный потенциал 0 Степени окисления 3 Термодинамические свойства простого вещества Плотность 4,47 г/см³ Удельная теплоёмкость 0,284 Дж/(K·моль) Теплопроводность (17,2) Вт/(м·K) Температура плавления 1795 K Теплота плавления 11,5 кДж/моль Температура кипения 3 611 K Теплота испарения 367 кДж/моль Молярный объём 19,8 см³/моль Кристаллическая решётка простого вещества Структура решётки гексагональная Период решётки 3,650 Å Отношение c/a 1,571 Температура Дебая n/a K Иттрий (лат. Yttrium) - химический элемент, активный металл.
Содержание
- 1 История
- 2 Происхождение названия
- 3 Получение
- 4 Физические свойства
- 5 Химические свойства
- 6 Применение
- 7 Цены на иттрий
- 8 Биологическая роль
- 9 Ссылки
История
Происхождение названия
Минерал иттербит, который дал имя иттрию, назван в честь деревни Иттербю (Ytterby) расположенной на острове Руслаген в Швеции. В дальнейшем, минерал иттербит изменил свое название на гадолинит в честь своего первого исследователя (и первооткрывателя иттрия) Юхана Гадолина, финского ученого.
Получение
Физические свойства
Иттрий моноизотопный элемент(иттрий-89 100 %).
Химические свойства
Металл неустойчив на воздухе.
Применение
Иттриевая керамика
Керамика для нагревательных элементов
Хромит иттрия —это материал для лучших высокотемпературных нагревателей сопротивления способных эксплуатироватся в окислительной среде (воздух, кислород).
ИК — керамика
«Иттралокс»(Yttralox) — твёрдый раствор двуокиси тория в окиси иттрия. Для видимого света этот материал прозрачен, как стекло, но также он очень хорошо пропускает инфракрасное излучение, поэтому его используют для изготовления инфракрасных «окон» специальной аппаратуры и ракет, а также используют в качестве смотровых «глазков» высокотемпературных печей. Плавится «Иттрий-локс» лишь при температуре около 2207 °C.
Огнеупорные материалы
Оксид иттрия — чрезвычайно устойчивый к нагреву на воздухе огнеупор, упрочняется с ростом температуры (максимум при 900—1000 °C), пригоден для плавки ряда высокоактивных металлов (в том числе и самого иттрия). Особую роль оксид иттрия играет при литье урана. Одной из наиболее важных и ответственных областей применения оксида иттрия в качестве жаропрочного огнеупорного материала является производство наиболее долговечных и качественных сталеразливочных стаканов (устройство для дозированного выпуска жидкой стали), в условиях контакта с движущимся потоком жидкой стали оксид иттрия наименее размываем. Единственным известным и превосходящим по стойкости оксид иттрия в контакте с жидкой сталью является оксид скандия, но он чрезвычайно дорог.
Термоэлектрические материалы
Важным соединением иттрия является его теллурид. Имея малую плотность, высокую температуру плавления и прочность, теллурид иттрия имеет одну из самых больших термо-э.д.с среди всех теллуридов, а именно 921 мкВ/К (у теллурида висмута например 280 мкВ/К) и представляет интерес для производства термоэлектрогенераторов с повышенным КПД.
Сверхпроводники
Один из компонентов иттрий-медь-бариевой керамики с общей формулой YBa2Cu3O7-δ — перспективного высокотемпературного сверхпроводника с температурой сверхпроводящего перехода около 90 К.
Бериллид иттрия (равно как и бериллид скандия) является одним из лучших конструкционных материалов аэрокосмической техники и плавясь при температуре около 1920 °C, начинает окисляться на воздухе при 1670 °C (!). Удельная прочность такого материала весьма высока, и при использовании его в качестве матрицы для наполнения нитевидными кристаллами (усами) можно создать материалы, имеющие фантастические прочностные и упругие характеристики.
Сплавы иттрия
Иттрий является металлом, обладающим рядом уникальных свойств, и эти свойства в значительной степени определяют очень широкое применение его в промышленности сегодня и, вероятно, ещё более широкое применение в будущем. Предел прочности на разрыв для нелегированного чистого иттрия около 300 Мпа (30 кг/мм). Очень важным качеством как металлического иттрия так и ряда его сплавов является то обстоятельство что будучи активным химически, иттрий при нагревании на воздухе покрывается пленкой оксида и нитрида предохраняющих его от дальнейшего окисления до 1000 °C! Перспективными областями применения сплавов иттрия являются авиакосмическая промышленность, атомная техника, автомобилестроение. Очень важно то обстоятельство, что иттрий и его некоторые сплавы не взаимодействуют с расплавленным ураном и плутонием, и их использование позволяет применить их в ядерном газофазном ракетном двигателе.
Легирование
Легирование алюминия иттрием повышает на 7,5 % электропроводность изготовленных из него проводов.
Иттрий имеет высокие предел прочности и температуру плавления, поэтому способен создать значительную конкуренцию титану в любых областях применения последнего (ввиду того, что большинство сплавов иттрия обладает большей прочностью, чем сплавы титана, а кроме того у сплавов иттрия отсутствует «ползучесть» под нагрузкой, которая ограничивает области применения титановых сплавов).
Иттрий вводят в жаростойкие сплавы никеля с хромом (нихромы) с целью повысить температуру эксплуатации нагревательной проволоки или ленты и с целью в 2—3 раза увеличить срок службы нагревательных обмоток (спиралей), что имеет громадное экономическое значение (использование вместо иттрия скандия ещё в несколько раз увеличивает срок службы сплавов).
Магнитные материалы
Изучается перспективный магнитный сплав — неодим-иттрий-кобальт.
Покрытия иттрием и его соединениями
Напыление (детонационное и плазменное) иттрия на детали двигателей внутреннего сгорания позволяет увеличить износостойкость деталей в 400—500 раз по сравнению с хромированием.
Люминофоры
Окись и ванадат иттрия, легированные ионами европия, используются в производстве кинескопов цветных телевизоров.
Оксосульфид иттрия, активированный европием, применяется для производства люминофоров в цветном телевидении (красная компонента), а активированный тербием — для черно-белого телевидения.
Дуговая сварка
Добавлением иттрия в вольфрам резко снижают работу выхода (у чистого иттрия 3,3 эВ), что используется для производства иттрированных вольфрамовых электродов для аргонодуговой сварки и состовляет значительную статью расхода металлического иттрия.
Гексаборид иттрия имеет так же малую работу выхода (2,22 эВ) и применяется для производства катодов мощных электронных пушек (электронно-лучевая сварка и резка в вакууме).
Другие сферы применения
Тетраборид иттрия находит применение в качестве материала для управления атомным реактором (имеет малое газовыделение по гелию и водороду).
Ортотанталат иттрия синтезируется и используется для производства рентгеноконтрастных покрытий.
Синтезированны иттрий-алюминиевые гранаты («сиграны»)(ИАГ), имеющие ценные физико-химические свойства, могут применяться и в ювелирном деле, и уже довольно давно применяемые в качестве технологичных и относительно дешёвых твердотельных лазеров. Важным лазерным материалом является ИСГГ — иттрий-скандий-галлиевый гранат.
Феррит иттрия применяется для производства супер-ЭВМ, и хотя он уступает ферриту скандия в несколько раз, он дешевле.
Гидрид иттрия-железа применяют как аккумулятор водорода с высокой емкостью и достаточно дешевый.
Цены на иттрий
чистотой 99—99,9 составляют в среднем 95—115 долл за 1 кг.
Биологическая роль
Ссылки
Wikimedia Foundation. 2010.
