Samarium tinh khiết CAS 7440-19-9

Samari tinh khiếtlà nguyên tố kim loại có ký hiệu hóa học Sm và số nguyên tử 62. Đây là kim loại màu trắng bạc, có độ cứng trung bình, dễ bị oxy hóa trong không khí. Là thành phần điển hình của chuỗi lanthanide, samarium thường đảm nhận trạng thái oxy hóa của +3. SmO, SmS, SmSe và SmTe là những hợp chất phổ biến nhất của samarium (II). Samarium không có tác dụng sinh học đáng kể, chỉ có độc tính nhẹ. Nó cùng tồn tại với các nguyên tố đất hiếm khác trong cát monazit. Các nguyên tố đất hiếm có trong monazite, cũng như canxi và thorium, được phân bố ở cát sông ở Ấn Độ và Brazil cũng như cát sông ven biển ở Florida. Tỷ lệ khối lượng của các nguyên tố đất hiếm trong cát monazite thường là 50%, trong đó samari chiếm 2,8%. Ngoài ra, samarium còn tồn tại ở bastnaesite, phân bố chủ yếu ở miền nam California. Công nghệ trao đổi ion là cần thiết để tách samari khỏi các khoáng chất của nó.

Samari tinh khiết, với tư cách là thành viên quan trọng của họ nguyên tố đất hiếm, đã chứng tỏ giá trị ứng dụng không thể thay thế trong nhiều lĩnh vực nhờ các tính chất vật lý và hóa học độc đáo của nó.

Vật liệu nam châm vĩnh cửu: hiệu suất vượt trội trong môi trường{0}nhiệt độ cao

 

Nam châm vĩnh cửu Samarium coban (SmCo) là nam châm tiên phong trong vật liệu nam châm vĩnh cửu đất hiếm, có đặc tính từ tính chỉ đứng sau boron sắt neodymium. Tuy nhiên, nó có những ưu điểm đáng kể về độ ổn định nhiệt độ cao, khả năng chống khử từ và chống ăn mòn.

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). Nhiệt độ làm việc tối đa của nó đạt tới 350 độ và một số mẫu có thể chịu được môi trường khắc nghiệt lên tới 538 độ. Tốc độ thay đổi từ tính nhỏ hơn 0,03%/độ, đảm bảo độ tin cậy của hệ thống chính xác dưới sự chênh lệch nhiệt độ.

 

Ứng dụng quân sự:
Máy bay chiến đấu F{2}}35: Mỗi máy bay cần 23 kg nam châm coban samarium để điều khiển hệ thống trợ lực radar và động cơ nhiệt độ cao (có khả năng chịu được nhiệt độ 538 độ), đảm bảo điều khiển chính xác trong điều kiện làm việc khắc nghiệt. Không thể thay thế nam châm boron sắt neodymium do vấn đề suy giảm từ tính ở nhiệt độ cao.
Hệ thống dẫn đường tên lửa: Nam châm coban samarium dẫn động động cơ hình nón của đầu đạn, duy trì sự ổn định từ tính trong môi trường ma sát nhiệt độ cao do chuyến bay siêu âm tạo ra. Đặc tính chống nhiễu điện từ của nó đảm bảo độ tin cậy của tín hiệu dẫn đường laser/hồng ngoại.

 

Tàu ngầm hạt nhân: Hệ thống phát hiện sonar của tàu ngầm hạt nhân lớp Virginia dựa vào nam châm samarium coban để thu sóng âm yếu và động cơ đẩy sử dụng nam châm samarium để đạt được hoạt động im lặng, tránh tiếp xúc với đặc tính từ tính.
Ứng dụng công nghiệp: Trong các lĩnh vực như điều hướng vệ tinh, ống-tần số cao, thiết bị vi sóng, v.v., nam châm coban samarium cung cấp từ trường ổn định để đảm bảo độ chính xác của hệ thống. Ví dụ, các thiết bị định vị của tàu vũ trụ Apollo 11 đã sử dụng nam châm coban samarium để thích ứng với môi trường nhiệt độ cực thấp của mặt trăng.

Công nghiệp hạt nhân: Van điều khiển để sử dụng an toàn phản ứng phân hạch hạt nhân

 

Đồng vị samarium-149 (Sm-149) của samarium có tiết diện bắt neutron nhiệt cực cao (42000 bar) và là vật liệu điều khiển chính cho các lò phản ứng hạt nhân.

Hấp thụ neutron: Sm-149 điều chỉnh tốc độ phản ứng hạt nhân bằng cách hấp thụ neutron, ngăn chặn các phản ứng dây chuyền không kiểm soát được. Khả năng hấp thụ của nó vượt xa các vật liệu truyền thống như cadmium và hiệu suất của nó ổn định ở nhiệt độ cao.
Vật liệu kết cấu: Hợp kim Samarium có thể được sử dụng để chế tạo các lớp che chắn lò phản ứng, ngăn chặn hiệu quả tia gamma và bức xạ neutron, bảo vệ con người và môi trường.

Ý nghĩa chiến lược: Sau khi Trung Quốc áp đặt các biện pháp kiểm soát xuất khẩu các loại đất hiếm như samariu, dây chuyền sản xuất F{3}}35 của Hoa Kỳ bị đình trệ do thiếu nam châm coban samariu và việc nâng cấp tàu ngầm hạt nhân bị trì hoãn, làm lộ ra điểm yếu của chuỗi cung ứng quân sự phương Tây. Dự trữ đất hiếm 500 tấn của Lầu Năm Góc chỉ đủ cho các trường hợp khẩn cấp ngắn hạn, làm nổi bật giá trị chiến lược của samarium trong lĩnh vực an toàn năng lượng hạt nhân.

Lĩnh vực y tế: 'vũ khí chính xác' điều trị cơn đau do ung thư

 

Đồng vị phóng xạ samarium-153 (Sm-153) của samarium đóng một vai trò quan trọng trong chẩn đoán hình ảnh y tế và điều trị ung thư.

Lai Xijue Nan Samarium Tiêm: Được sử dụng để điều trị cơn đau do di căn xương gây ra, các hạt beta phát ra của nó có thể nhắm mục tiêu và tiêu diệt các tế bào ung thư đồng thời giảm tổn thương cho các mô bình thường. Thống kê lâm sàng cho thấy tỷ lệ giảm đau của thuốc đối với di căn xương của ung thư vú, ung thư phổi và ung thư tuyến tiền liệt là hơn 80%.
Hình ảnh y tế: Sm-153 đóng vai trò là chất đánh dấu để xác định vị trí di căn của khối u thông qua quét xương, giúp bác sĩ xây dựng kế hoạch điều trị chính xác.
Lợi thế kỹ thuật:Samari tinh khiếthợp chất có thể chịu được nhiệt độ cao trên 700 độ mà không mất từ ​​tính, đảm bảo tính ổn định của thuốc trong quá trình bào chế và bảo quản.

Vật liệu quang học và điện tử: "Phụ gia" để nâng cấp chức năng

 

Các hợp chất samari thúc đẩy đổi mới công nghệ trong lĩnh vực quang học và điện tử bằng cách cải thiện tính chất vật liệu.

Vật liệu laze: tinh thể ngọc hồng lựu yttrium nhôm pha tạp samariu (Sm: YAG) là thành phần cốt lõi của laze trạng thái rắn- và bước sóng laze 1,06 μ m phát ra của nó phù hợp cho vũ khí năng lượng định hướng y tế, công nghiệp và quân sự. Việc pha tạp samariu có thể cải thiện hiệu suất laser hơn 30%.
Thủy tinh quang học: Việc thêm oxit samarium (Sm ₂ O3) có thể làm tăng chỉ số khúc xạ (trên 1,8) và khả năng chống mài mòn của thủy tinh, đồng thời mang lại cho thủy tinh các đặc tính huỳnh quang màu vàng đặc biệt, được sử dụng để sản xuất các thiết bị quang học có độ chính xác cao-như kính hiển vi và kính thiên văn.
Gốm áp điện: Ôxít Samariu làm chất phụ gia có thể cải thiện quá trình thiêu kết và mật độ của gốm, tạo ra hiệu ứng áp điện phù hợp và được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như cảm biến và đầu dò siêu âm.

Công nghiệp xúc tác và gốm sứ: Động lực nâng cao hiệu quả

 

Các hợp chất Samariu thể hiện hiệu suất xúc tác hiệu quả trong các phản ứng hóa học và sản xuất gốm sứ.

Lọc dầu: Chất xúc tác gốc Samariu có thể thúc đẩy quá trình nứt dầu nặng, tăng hiệu suất xăng từ 10% -15% và giảm lượng khí thải oxit lưu huỳnh.
Lưu trữ năng lượng hydro: Hợp kim niken Lanthanum (có chứa samarium) có thể hấp thụ một lượng lớn khí hydro để tạo thành hydrua kim loại, điều này được kỳ vọng sẽ giải quyết vấn đề lưu trữ và vận chuyển năng lượng hydro an toàn.
Tụ gốm: Pha tạp samarium oxit có thể làm tăng hằng số điện môi của gốm, giảm tổn thất điện môi và phù hợp với-mạch tần số cao và hệ thống điện xung.

Lĩnh vực mới nổi: đi đầu trong đột phá công nghệ

 

Với sự phát triển của công nghệ, các ứng dụng tiềm năng của samarium trong vật liệu tàng hình, công nghệ siêu dẫn và các lĩnh vực khác đang dần xuất hiện.

Vật liệu tàng hình: Siêu vật liệu dựa trên Samariu có thể điều chỉnh sóng radar và bức xạ hồng ngoại, đạt được khả năng tàng hình băng tần kép hồng ngoại radar cho máy bay chiến đấu/tàu chiến, vượt qua giới hạn băng thông của vật liệu hấp thụ truyền thống.
Công nghệ siêu dẫn: Một số hợp chất của samarium thể hiện tính siêu dẫn ở nhiệt độ thấp, cung cấp nền tảng vật chất cho tàu đệm từ và điện toán lượng tử.

Tên lửa siêu thanh: Ôxit Samariu, là một-chất phụ gia gốm chịu nhiệt độ cao, có thể bảo vệ lớp bảo vệ nhiệt của tên lửa khỏi bị hư hại ở tốc độ bay 5 Mach.

 

Samariu, với các đặc tính vật lý và hóa học độc đáo, đã trở thành "cầu nối" kết nối ngành công nghiệp truyền thống với-công nghệ tiên tiến. Từ nam châm vĩnh cửu nhiệt độ cao-đến thanh điều khiển lò phản ứng hạt nhân, từ thuốc điều trị giảm đau ung thư đến tinh thể laze, ứng dụng của samarium xuyên suốt nhiều khía cạnh của xã hội loài người. Với sự kiểm soát chiến lược và nâng cấp công nghệ tài nguyên đất hiếm của Trung Quốc, mô hình chuỗi cung ứng toàn cầu của Samariu sẽ tiếp tục phát triển và vị trí thống trị của nó trong các lĩnh vực quan trọng sẽ được củng cố hơn nữa. Trong tương lai, với những đột phá trong các lĩnh vực mới nổi như vật liệu tàng hình, công nghệ siêu dẫn, giá trị tiềm tàng của samarium sẽ được phát huy triệt để hơn.

Để chuẩn bị chosamari tinh khiết, samarium kim loại có thể được điều chế bằng cách khử samarium oxit bằng bari hoặc lanthanum.

Phương pháp chưng cất khử ôxit Samariu: Ưu điểm của phương pháp chưng cất khử là ôxit đất hiếm được sử dụng trực tiếp làm nguyên liệu thô, quá trình khử và chưng cất được thực hiện đồng thời nên đơn giản hóa quy trình. Độ tinh khiết của sản phẩm kim loại thu được cao. Ngoài ra, cặn từ quá trình chưng cất khử còn là oxit đất hiếm, có thể tái chế.

Bởi vì samarium có áp suất hơi cao, trong khi áp suất hơi của chất khử lanthanum thấp. La: ở 1754 độ, áp suất hơi là 1,33 Pa; ở 2217 độ, áp suất hơi là 133,32 PaSm; ở 722 độ, áp suất hơi là 1,33 Pa; ở 964 độ, áp suất hơi là 133,32 Pa; do đó, phương pháp chưng cất oxit khử lanthanum có thể được sử dụng để điều chế samarium kim loại: 2La (l)+Sm2O3 (s) 1600La2O3 (s)+2Sm (g). Samariu được tạo ra trong phản ứng có thể được loại bỏ khỏi lò phản ứng bằng cách bay hơi, điều này có thể thúc đẩy phản ứng hoàn toàn.

Trong quá trình chưng cất khử, đun nóng samarium oxit trong không khí ở nhiệt độ 800 độ trong 15 giờ để loại bỏ khả năng hấp thụ H2O và CO2. Tiện lanthanum kim loại nóng chảy ở 1800 độ thành các mảnh kim loại. Trộn 550g Sm2O3 đã nung và 540g chip kim loại La [vượt quá 15% (phần khối lượng)], đưa qua máy ép phôi (9,8-49) × 107Pa] cho vào chén nung Ta có đường kính 6,4 cm, dài 25,4 cm, gắn bình ngưng Ta 20 cm và vách ngăn Ta ở phần trên của chén nung để tránh oxit quá mức. các hạt không bị lấy ra ngoài. Đặt thiết bị vào vùng nhiệt độ cao của lò cảm ứng chân không. Khi hệ thống được sơ tán đến áp suất nhỏ hơn 0,1Pa, nó bắt đầu nóng lên. Sau 2h, nó tăng lên nhiệt độ tối đa 1600 độ và duy trì ở nhiệt độ này trong 2h nữa. Điều quan trọng là phải tăng nhiệt độ từ từ, vì nếu nhiệt độ tăng quá nhanh, La sẽ tan chảy và chạy xuống đáy nồi, ảnh hưởng đến sự tiếp xúc của các chất phản ứng. Kim loại khử được chưng cất ra khỏi vùng phản ứng và ngưng tụ trên bình ngưng. Có thể thu được khoảng 465g samariu với hiệu suất 98%. Khi nhiệt độ của bình ngưng là 300 ~ 500 độ, kim loại ngưng tụ có các hạt tinh thể lớn và ổn định trong không khí. Tuy nhiên, khi nhiệt độ ngưng tụ thấp, các hạt kim loại ngưng tụ ở dạng mịn và dễ cháy trong không khí. Độ tinh khiết của sản phẩm sau một lần chưng cất có thể đạt tới 99,5% hoặc hơn nhưng vẫn chứa hàng trăm La, O và H theo thứ tự 10-6. Những tạp chất này có thể được giảm thêm sau khi chưng cất lại hoặc thăng hoa. Nhiệt độ thăng hoa là 800 độ và nhiệt độ ngưng tụ là ~ 500 độ. Chén nung dùng để chưng cất khử có thể được sử dụng trong quá trình thăng hoa. Tuy nhiên, nồi nấu kim loại phải được ngâm trước bằng axit và khử khí trong chân không ở 1800 độ.

Quá trình khám phá:samari tinh khiếtlà một trong những nguyên tố lanthanide (thuộc nhóm nguyên tố đất hiếm) từng làm vướng mắc và bối rối của các nhà hóa học thế kỷ 19. Lịch sử của nó bắt đầu với việc phát hiện ra xeri vào năm 1803.

Xeri được cho là có chứa các kim loại khác. Carl Mosander tuyên bố thu được lanthanum và didymium từ nó vào năm 1839, nhưng didymium thực sự là hỗn hợp của praseodymium và neodymium. Năm 1879, Paul ¦ dặm Lecoq de Boisbaudran lại chiết xuất didymium từ quặng niobium yttrium. Sau đó, ông tạo ra dung dịch axit nitric didymium và thêm amoni hydroxit. Người ta thấy rằng trầm tích được hình thành theo hai giai đoạn. Ông tập trung vào lớp lắng đọng đầu tiên và đo quang phổ của nó, rồi kết luận rằng đó là một nguyên tố mới samarium. (Trên thực tế, europium đã được tìm thấy ở samarium vào năm 1901)

Phân bố khoáng sản: cùng tồn tại với các nguyên tố đất hiếm khác trong cát monazit. Các nguyên tố đất hiếm có trong monazite, cũng như canxi và thorium, được phân bố ở cát sông ở Ấn Độ và Brazil cũng như cát sông ven biển ở Florida. Tỷ lệ khối lượng của các nguyên tố đất hiếm trong cát monazite thường là 50%, trong đó samari chiếm 2,8%. Ngoài ra, samarium còn tồn tại ở bastnaesite, phân bố chủ yếu ở miền nam California. Công nghệ trao đổi ion là cần thiết để tách samari khỏi các khoáng chất của nó.

Chú phổ biến: samari nguyên chất cas 7440-19-9, nhà cung cấp, nhà sản xuất, nhà máy, bán buôn, mua, giá, số lượng lớn, để bán