Чистий самарій CAS 7440-19-9

Чистий самарій— металевий елемент із хімічним символом Sm і атомним номером 62. Це сріблясто-білий метал середньої твердості, який легко окислюється на повітрі. Як типовий компонент ряду лантаноїдів, самарій зазвичай має ступінь окислення +3.. SmO, SmS, SmSe і SmTe є найпоширенішими сполуками самарію (II). Самарій не має значного біологічного ефекту, лише незначну токсичність. Він співіснує з іншими рідкоземельними елементами в монацитовому піску. Рідкоземельні елементи, що містяться в монациті, а також кальцій і торій, поширені в річкових пісках Індії та Бразилії та прибережних річкових пісках Флориди. Масова частка рідкоземельних елементів в монацитовом піску зазвичай становить 50%, з них на самарій припадає 2,8%. Крім того, самарій також існує в бастнезиті, який в основному поширений у південній Каліфорнії. Технологія іонного обміну необхідна для відділення самарію від його мінералів.

Чистий самарій, як важливий член сімейства рідкоземельних елементів, продемонстрував незамінну цінність застосування в багатьох областях завдяки своїм унікальним фізичним і хімічним властивостям.

Матеріали з постійними магнітами: домінуюча ефективність у -високотемпературних середовищах

 

Самарій-кобальтовий постійний магніт (SmCo) є піонером у рідкоземельних постійних магнітних матеріалах, за своїми магнітними властивостями поступається лише неодимовому залізу та бору. Однак він має значні переваги у високій температурній стабільності, стійкості до розмагнічування та стійкості до корозії.

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 (>25 кЕ). Його максимальна робоча температура сягає 350 градусів, а деякі моделі можуть витримувати екстремальні навколишні умови до 538 градусів. Швидкість магнітних змін становить менше 0,03%/градус, що забезпечує надійність точних систем при різниці температур.

 

Військові застосування:
Винищувач F-35: кожному літаку потрібно 23 кілограми самарієвих кобальтових магнітів для приводу радіолокаційних сервосистем і високотемпературних двигунів (здатних витримувати 538 градусів), забезпечуючи точне керування в екстремальних умовах роботи. Неодимові залізо-борні магніти не можна замінити через проблеми з ослабленням магнітного поля при високій температурі.
Система наведення ракети: самарієвий кобальтовий магніт приводить в дію конічний двигун боєголовки, зберігаючи магнітну стабільність у високо-температурному середовищі тертя, яке створюється надзвуковим польотом. Його характеристики захисту від електромагнітних перешкод забезпечують надійність лазерних/інфрачервоних сигналів наведення.

 

Атомний підводний човен: гідролокаційна система виявлення атомного підводного човна класу «Вірджинія» використовує самарієві кобальтові магніти для вловлювання слабких звукових хвиль, а руховий двигун використовує самарієві магніти для забезпечення безшумної роботи, уникаючи впливу магнітних характеристик.
Промислове застосування: у таких сферах, як супутникова навігація, високочастотні-лампи, мікрохвильове обладнання тощо, самарієві кобальтові магніти створюють стабільні магнітні поля для забезпечення точності системи. Наприклад, інструменти позиціонування космічного корабля «Аполлон-11» використовували самарієві кобальтові магніти, щоб адаптуватися до надзвичайно низької температури середовища Місяця.

Атомна промисловість: контрольний клапан для безпечного використання ядерного поділу

 

Ізотоп самарій-149 (Sm-149) самарію має надзвичайно високий поперечний переріз захоплення теплових нейтронів (42000 бар) і є ключовим контрольним матеріалом для ядерних реакторів.

Поглинання нейтронів: Sm-149 регулює швидкість ядерних реакцій шляхом поглинання нейтронів, запобігаючи неконтрольованим ланцюговим реакціям. Його здатність до поглинання значно перевищує традиційні матеріали, такі як кадмій, і його продуктивність стабільна при високих температурах.
Конструкційний матеріал: самарієвий сплав можна використовувати для виготовлення захисних шарів реактора, які ефективно блокують гамма-промені та нейтронне випромінювання, захищаючи персонал і навколишнє середовище.

Стратегічне значення: після того, як Китай запровадив контроль над експортом рідкісноземельних металів, таких як самаріу, виробнича лінія F-35 у США зупинилася через брак кобальтових магнітів самарію, а модернізацію атомних підводних човнів було відкладено, що виявило вразливість західного військового ланцюжка поставок. 500-тонний запас рідкісноземельних елементів Пентагону вистачає лише на короткострокові надзвичайні ситуації, що підкреслює стратегічну цінність самарію в галузі безпеки ядерної енергії.

Галузь медицини: «точна зброя» для лікування болю при раку

 

Радіоактивний ізотоп самарій-153 (Sm-153) самарію відіграє вирішальну роль у медичній візуалізації та лікуванні раку.

Ін’єкція самарію Lai Xijue Nan: використовується для лікування болю, спричиненого остеогенними метастазами в кістках, його випромінювані бета-частинки можуть націлюватись і знищувати ракові клітини, одночасно зменшуючи пошкодження нормальних тканин. Клінічна статистика показує, що ступінь знеболювання препарату при кісткових метастазах раку молочної залози, раку легенів і раку простати становить понад 80%.
Медична візуалізація: Sm-153 служить індикатором для виявлення метастазів пухлини за допомогою сканування кісток, допомагаючи лікарям розробити точні плани лікування.
Технічна перевага:Чистий самарійсполуки можуть витримувати високі температури понад 700 градусів без втрати магнетизму, забезпечуючи стабільність препаратів під час приготування та зберігання.

Оптика та електронні матеріали: «Додатки» для функціональних оновлень

 

Сполуки самарію сприяють технологічним інноваціям у галузях оптики та електроніки, покращуючи властивості матеріалів.

Матеріал лазера: легований самарію ітрій-алюмінієвий гранат (Sm: YAG) кристал є основним компонентом твердотільних-лазерів, і його випромінювана довжина хвилі лазера 1,06 мкм підходить для медичної, промислової обробки та енергетичної зброї військового призначення. Легування самарію може підвищити ефективність лазера більш ніж на 30%.
Оптичне скло: додавання оксиду самарію (Sm₂O3) може збільшити показник заломлення (вище 1,8) і зносостійкість скла, водночас наділивши скло спеціальними жовтими флуоресцентними властивостями, які використовуються для виготовлення високо{2}}точних оптичних приладів, таких як мікроскопи та телескопи.
П’єзоелектрична кераміка: оксид Самаріу як добавка може покращити спікання та щільність кераміки, створюючи відповідні п’єзоелектричні ефекти, і широко використовується в таких сферах, як датчики та ультразвукові перетворювачі.

Каталіз та керамічна промисловість: прискорювачі для підвищення ефективності

 

Сполуки Самаріу демонструють ефективну каталітичну дію в хімічних реакціях і виробництві кераміки.

Переробка нафти: каталізатори на основі Самаріу можуть сприяти крекінгу важкої нафти, збільшити вихід бензину на 10%-15% і зменшити викиди оксиду сірки.
Зберігання водневої енергії: нікелевий сплав лантану (містить самарій) може поглинати велику кількість газоподібного водню з утворенням гідридів металів, що, як очікується, вирішить проблему безпечного зберігання та транспортування водневої енергії.
Керамічні конденсатори: легування оксидом самарію може збільшити діелектричну проникність кераміки, зменшити діелектричні втрати та підходить для високочастотних ланцюгів та імпульсних систем живлення.

Сфери, що розвиваються: авангард технологічних проривів

 

З розвитком технологій поступово з’являються потенційні можливості застосування самарію в стелс-матеріалах, надпровідних технологіях та інших сферах.

Стелс-матеріал: метаматеріали на основі Самаріу можуть регулювати радіолокаційні хвилі та інфрачервоне випромінювання, досягаючи радарної інфрачервоної дводіапазонної скритності для винищувачів/кораблів, долаючи обмеження смуги пропускання традиційних поглинаючих матеріалів.
Надпровідна технологія. Певні сполуки самарію виявляють надпровідність при низьких температурах, забезпечуючи матеріальну основу для маглевських потягів і квантових обчислень.

Гіперзвукова ракета: оксид Самаріу як -температуростійка керамічна добавка може захистити теплозахисний шар ракети від пошкодження на швидкості польоту 5 Махів.

 

Самаріу з його унікальними фізико-хімічними властивостями став «мостком», що з’єднує традиційну промисловість із передовою-технологією. Від високотемпературних постійних магнітів до керуючих стрижнів ядерних реакторів, від ліків для лікування раку до лазерних кристалів, застосування самарію проходить у багатьох вимірах людського суспільства. Завдяки стратегічному контролю Китаю та технологічній модернізації рідкоземельних ресурсів глобальна модель ланцюга постачання Самаріу продовжить розвиватися, а його домінуюче становище в ключових сферах буде ще більше зміцнюватися. У майбутньому, завдяки проривам у нових галузях, таких як стелс-матеріали та надпровідні технології, потенційна цінність самарію буде розкрита більш повно.

Для приготуваннячистий самарій, металевий самарій можна отримати шляхом відновлення оксиду самарію барієм або лантаном.

Метод відновної дистиляції оксиду Самаріу: Перевага методу відновної дистиляції полягає в тому, що рідкоземельні оксиди безпосередньо використовуються як сировина, а процеси відновлення та дистиляції здійснюються одночасно, таким чином спрощуючи процес. Чистота одержуваних металевих виробів висока. Крім того, залишок від відновної дистиляції також є рідкоземельним оксидом, який можна переробити.

Оскільки самарій має високий тиск пари, тоді як тиск пари відновника лантану низький. La: при 1754 градусах тиск пари становить 1,33 Па; при 2217 градусах тиск пари становить 133,32 PaSm; при 722 градусах тиск пари становить 1,33 Па; при 964 градусах тиск пари становить 133,32 Па; отже, метод відновної дистиляції оксидів лантану можна використовувати для отримання металевого самарію: 2La (l)+Sm2O3 (s) 1600La2O3 (s)+2Sm (g). Самарію, що утворюється в результаті реакції, можна видалити з реактора шляхом випаровування, що може сприяти завершенню реакції.

У процесі відновної дистиляції нагрійте оксид самарію на повітрі при 800 градусах протягом 15 годин, щоб усунути можливе поглинання H2O та CO2. Розточуйте розплавлений металевий лантан при 1800 градусах на металеву стружку. Змішайте 550 г прожареного Sm2O3 і 540 г металевої стружки La [надлишок 15% (масова частка)] і пройдіть через пресування зливка (9,8-49) × 107 Па] помістіть це в тигель з Та діаметром 6,4 см і довжиною 25,4 см і приєднайте 20 см Та конденсатор і перегородку з Та у верхній частині частину тигля, щоб запобігти видаленню зайвих частинок оксиду. Помістіть пристрій у високотемпературну зону вакуумної індукційної печі. Коли система вакуумується до тиску менше 0,1 Па, вона починає нагріватися. Через 2 години вона піднімається до максимальної температури 1600 градусів і залишається при цій температурі ще 2 години. Важливо підвищувати температуру повільно, тому що, якщо температура підвищується надто швидко, La буде плавитися і стікати на дно тигля, впливаючи на контакт реагентів. Відновлений метал відганяють із зони реакції і конденсують на конденсаторі. Близько 465 г самаріу можна отримати з виходом 98%. Коли температура конденсатора становить 300 ~ 500 градусів, конденсований метал має великі кристалічні частинки і стабільний на повітрі. Однак, коли температура конденсації низька, конденсовані частинки металу є дрібними та легкозаймистими в повітрі. Чистота продукту від однієї відновної дистиляції може досягати 99,5% або більше, але він все ще містить сотні La, O і H в порядку 10-6. Ці домішки можна додатково зменшити після повторної дистиляції або сублімації. Температура сублімації становить 800 градусів, а температура конденсації ~ 500 градусів. Тигель, який використовується для відновної дистиляції, можна використовувати для сублімації. Однак тигель слід заздалегідь протравити кислотою та дегазувати під вакуумом при 1800 градусах.

Процес виявлення:чистий самарійє одним з елементів лантаноїдів (належить до рідкоземельних елементів), який заплутав і збив з пантелику хіміків у 19 столітті. Його історія почалася з відкриття церію в 1803 році.

Передбачається, що церій містить інші метали. У 1839 році Карл Мозандер стверджував, що отримав з нього лантан і дидимій, але дідимій насправді є сумішшю празеодиму та неодиму. У 1879 році Поль ¦ миль Лекок де Буабодран знову добув дидимій з ніобієвих ітрієвих руд. Пізніше він зробив розчин азотнокислого дидимію та додав гідроксид амонію. Виявилося, що осад утворювався в два етапи. Він зосередився на першому відкладенні, виміряв його спектр і дійшов висновку, що це новий елемент самарій. (Насправді європій був знайдений в самарію в 1901 році)

Поширення мінералів: співіснує з іншими рідкоземельними елементами в монацитовому піску. Рідкоземельні елементи, що містяться в монациті, а також кальцій і торій, поширені в річкових пісках Індії та Бразилії та прибережних річкових пісках Флориди. Масова частка рідкоземельних елементів в монацитовом піску зазвичай становить 50%, з них на самарій припадає 2,8%. Крім того, самарій також існує в бастнезиті, який в основному поширений у південній Каліфорнії. Технологія іонного обміну необхідна для відділення самарію від його мінералів.

Популярні Мітки: чистий самарій cas 7440-19-9, постачальники, виробники, фабрика, опт, купити, ціна, оптом, продаж