Pure Samarium CAS 7440-19-9

סמאריום טהורהוא יסוד מתכת בעל הסמל הכימי Sm ומספר אטומי 62. זוהי מתכת לבנה כסופה בעלת קשיות בינונית, שקל לחמצן אותה באוויר. כמרכיב אופייני לסדרת lanthanide, סמאריום בדרך כלל מניח את מצב החמצון של +3. SmO, SmS, SmSe ו- SmTe הם התרכובות הנפוצות ביותר של סמריום (II). לסמריום אין השפעה ביולוגית משמעותית, רק רעילות קלה. הוא מתקיים יחד עם אלמנטים נדירים אחרים של אדמה בחול מונזיט. יסודות האדמה הנדירים הכלולים במונאזיט, כמו גם סידן ותוריום, מופצים בחולות הנהר של הודו וברזיל ובחולות הנהר החופים של פלורידה. חלק המסה של יסודות אדמה נדירים בחול מונאזיט הוא בדרך כלל 50%, מתוכם הסמריום מהווה 2.8%. בנוסף, קיים סמריום גם בבסטנאזיט, המופץ בעיקר בדרום קליפורניה. יש צורך בטכנולוגיית חילופי יונים כדי להפריד את הסמריום מהמינרלים שלו.

סמאריום טהור, כחבר חשוב במשפחת יסודות האדמה הנדירים, הוכיח ערך יישום שאין לו תחליף במספר תחומים בשל תכונותיו הפיזיקליות והכימיות הייחודיות.

חומרים מגנטים קבועים: הביצועים הדומיננטיים בסביבות-בטמפרטורה גבוהה

 

Samarium cobalt permanent magnet (SmCo) הוא חלוץ בחומרי מגנט קבוע של אדמה נדירים, עם תכונות מגנטיות שניות רק לבורון ברזל ניאודימיום. עם זאת, יש לו יתרונות משמעותיים ביציבות בטמפרטורה גבוהה, עמידות לדה-מגנטיזציה ועמידות בפני קורוזיה.

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). טמפרטורת העבודה המרבית שלו מגיעה ל-350 מעלות, ודגמים מסוימים יכולים לעמוד בסביבות קיצוניות של 538 מעלות. קצב השינוי המגנטי נמוך מ-0.03%/מעלה, מה שמבטיח את האמינות של מערכות דיוק בהפרשי טמפרטורה.

 

יישומים צבאיים:
F-35 מטוס קרב: כל מטוס דורש 23 קילוגרם של מגנטים קובלט סמריום כדי להניע מערכות סרוו מכ"ם ומנועים בטמפרטורה גבוהה (היכולים לעמוד ב-538 מעלות), מה שמבטיח שליטה מדויקת בתנאי עבודה קיצוניים. לא ניתן להחליף מגנטי בורון מברזל ניאודימיום עקב בעיות הנחתה מגנטית בטמפרטורה גבוהה.
מערכת הנחיית טילים: מגנט הקובלט של הסמריום מניע את מנוע החרוט של ראש הנפץ, שומר על יציבות מגנטית בסביבת החיכוך-בטמפרטורה הגבוהה שנוצרת על ידי טיסה על-קולית. מאפייני ההפרעות האנטי אלקטרומגנטיות שלו מבטיחים את האמינות של אותות הדרכה לייזר/אינפרא אדום.

 

צוללת גרעינית: מערכת זיהוי הסונאר של הצוללת הגרעינית בדרגת וירג'יניה מסתמכת על מגנטים של קובלט סמריום כדי ללכוד גלי קול חלשים, ומנוע ההנעה משתמש במגנטים של סמריום כדי להשיג פעולה שקטה, תוך הימנעות מחשיפה של מאפיינים מגנטיים.
יישומים תעשייתיים: בתחומים כגון ניווט לווייני, צינורות-תדרים גבוהים, ציוד מיקרוגל וכו', מגנטים מקובלט של סמריום מספקים שדות מגנטיים יציבים כדי להבטיח את דיוק המערכת. לדוגמה, מכשירי המיקום של חללית אפולו 11 השתמשו במגנטים של קובלט של סמריום כדי להסתגל לסביבת הטמפרטורה הנמוכה ביותר של הירח.

תעשייה גרעינית: שסתום בקרה לניצול בטוח של ביקוע גרעיני

 

לאיזוטופ samarium-149 (Sm-149) של samarium יש חתך רוחב לכידת נויטרונים תרמי גבוה במיוחד (42000 בר) והוא חומר בקרה מרכזי לכורים גרעיניים.

ספיגת ניוטרונים: Sm-149 מווסת את קצב התגובות הגרעיניות על ידי ספיגת נויטרונים, ומונע תגובות שרשרת בלתי מבוקרות. יכולת הספיגה שלו עולה בהרבה על חומרים מסורתיים כמו קדמיום, וביצועיו יציבים בטמפרטורות גבוהות.
חומר מבני: ניתן להשתמש בסגסוגת Samarium לייצור שכבות מיגון לכור, לחסום ביעילות את קרני גמא וקרינת נויטרונים, להגן על הצוות והסביבה.

משמעות אסטרטגית: לאחר שסין הטילה בקרות יצוא על כדורי אדמה נדירים כמו סמאריו, קו הייצור האמריקאי F-35 נתקע עקב מחסור במגנטים של קובלט של סמאריו, ושדרוג הצוללות הגרעיניות התעכב, וחשף את הפגיעות של שרשרת האספקה ​​הצבאית המערבית. עתודת אדמה נדירה של 500 טון של הפנטגון מספיקה רק למקרי חירום קצרי טווח, מה שמדגיש את הערך האסטרטגי של סמריום בתחום בטיחות האנרגיה הגרעינית.

תחום רפואי: 'הנשק המדויק' לטיפול בכאבי סרטן

 

האיזוטופ הרדיואקטיבי samarium-153 (Sm-153) של סמarium ממלא תפקיד מכריע בהדמיה רפואית ובטיפול בסרטן.

הזרקת Lai Xijue Nan Samarium: משמשת לטיפול בכאב הנגרם על ידי גרורות עצם אוסטאוגניות, חלקיקי הבטא הנפלטים שלה יכולים לכוון ולהרוס תאים סרטניים תוך הפחתת נזק לרקמות תקינות. סטטיסטיקה קלינית מראה ששיעור הקלה בכאב של התרופה לגרורות בעצמות של סרטן השד, סרטן הריאות וסרטן הערמונית הוא יותר מ-80%.
הדמיה רפואית: Sm-153 משמש כחומר מעקב לאיתור גרורות גידול באמצעות סריקת עצמות, ומסייע לרופאים לפתח תוכניות טיפול מדויקות.
יתרון טכני:סמאריום טהורתרכובות יכולות לעמוד בטמפרטורות גבוהות מעל 700 מעלות מבלי לאבד מגנטיות, מה שמבטיח את היציבות של תרופות במהלך ההכנה והאחסון.

אופטיקה וחומרים אלקטרוניים: "תוספים" לשדרוגים פונקציונליים

 

תרכובות סמריום מקדמות חדשנות טכנולוגית בתחומי האופטיקה והאלקטרוניקה על ידי שיפור תכונות החומר.

חומר לייזר: קריסטל מסוג איטריום אלומיניום מסומם Samariu (Sm: YAG) הוא מרכיב הליבה של לייזרים מוצקים-, ואורך גל הלייזר הנפלט של 1.06 מיקרומטר שלו מתאים לנשק רפואי, עיבוד תעשייתי ואנרגיה מכוונת צבאית. השימוש בסימום יכול לשפר את יעילות הלייזר ביותר מ-30%.
זכוכית אופטית: הוספת תחמוצת סמריום (Sm ₂ O3) יכולה להגביר את מקדם השבירה (מעל 1.8) ועמידות הזכוכית של הזכוכית, תוך שהיא מקנה לזכוכית תכונות פלואורסצנטיות צהובות מיוחדות, המשמשות לייצור מכשירים אופטיים ברמת דיוק גבוהה- כגון מיקרוסקופים וטלסקופים.
קרמיקה פיזואלקטרית: תחמוצת Samariu כתוסף יכולה לשפר את הסינטר והצפיפות של קרמיקה, לייצר אפקטים פיזואלקטריים מתאימים, ונמצאת בשימוש נרחב בתחומים כמו חיישנים ומתמרים אולטרסאונדים.

תעשיית קטליזה וקרמיקה: מאיצים לשיפור היעילות

 

תרכובות Samariu מציגות ביצועים קטליטיים יעילים בתגובות כימיות ובייצור קרמיקה.

זיקוק נפט: זרזים מבוססי Samariu יכולים לקדם פיצוח נפט כבד, להגדיל את תפוקת הבנזין ב-10%-15% ולהפחית את פליטת תחמוצת הגופרית.
אגירת אנרגיית מימן: סגסוגת ניקל לנתנום (המכילה סמריום) יכולה לספוג כמות גדולה של גז מימן ליצירת הידרידים מתכתיים, מה שצפוי לפתור את בעיית האחסון והשינוע הבטוח של אנרגיית מימן.
קבלים קרמיים: סימום עם תחמוצת סמריום יכול להגביר את הקבוע הדיאלקטרי של קרמיקה, להפחית הפסדים דיאלקטריים, והוא מתאים למעגלים-תדרים גבוהים ולמערכות כוח דופק.

תחומים מתפתחים: חוד החנית של פריצות דרך טכנולוגיות

 

עם התפתחות הטכנולוגיה, היישומים הפוטנציאליים של סמריום בחומרי התגנבות, טכנולוגיית מוליכים-על ותחומים אחרים מתעוררים בהדרגה.

חומר התגנבות: מטא-חומרים מבוססי Samariu יכולים לווסת גלי מכ"ם וקרינת אינפרא אדום, להשיג התגנבות אינפרא אדום כפולה של מכ"ם עבור מטוסי קרב/ספינות קרב, לפרוץ את מגבלות רוחב הפס של חומרים בולטים מסורתיים.
טכנולוגיית מוליכות-על: תרכובות מסוימות של סמריום מציגות מוליכות-על בטמפרטורות נמוכות, מה שמספק בסיס חומרי לרכבות מגלב ומחשוב קוונטי.

טיל היפרסוני: תחמוצת Samariu, כתוסף קרמי עמיד לטמפרטורה- גבוהה, יכול להגן על שכבת ההגנה התרמית של הטיל מפני נזק במהירות טיסה של 5 מאך.

 

Samariu, עם תכונותיו הפיזיקליות והכימיות הייחודיות, הפכה ל"גשר" המחבר בין תעשייה מסורתית לטכנולוגיה-מתקדמת. ממגנטים קבועים בטמפרטורה-גבוהה ועד למוטות שליטה בכור גרעיני, מתרופות לטיפול בכאבים בסרטן ועד גבישי לייזר, היישום של סמריום עובר בממדים מרובים של החברה האנושית. עם השליטה האסטרטגית של סין והשדרוג הטכנולוגי של משאבי אדמה נדירים, דפוס שרשרת האספקה ​​העולמית של סמאריו ימשיך להתפתח, ומעמדה הדומיננטי בתחומי מפתח יתגבש עוד יותר. בעתיד, עם פריצות דרך בתחומים מתפתחים כמו חומרי התגנבות וטכנולוגיית מוליכים-על, הערך הפוטנציאלי של סמריום ישוחרר בצורה מלאה יותר.

להכנתסמאריום טהור, ניתן להכין סמריום מתכת על ידי הפחתת תחמוצת הסמריום עם בריום או לנתנום.

שיטת זיקוק צמצום של תחמוצת Samariu: היתרון בשיטת זיקוק הפחת הוא שתחמוצות אדמה נדירות משמשות ישירות כחומרי גלם, ותהליכי ההפחתה והזיקוק מתבצעים במקביל, ובכך מפשטים את התהליך. הטוהר של מוצרי המתכת המתקבלים הוא גבוה. בנוסף, השאריות מזיקוק הפחתה היא גם תחמוצת אדמה נדירה, הניתנת למחזור.

מכיוון שבסמריום יש לחץ אדים גבוה, בעוד שלחץ האדים של לנתנום מפחית נמוך. La: ב-1754 מעלות, לחץ האדים הוא 1.33 Pa; ב-2217 מעלות, לחץ האדים הוא 133.32 PaSm; ב-722 מעלות, לחץ האדים הוא 1.33 Pa; ב-964 מעלות, לחץ האדים הוא 133.32 Pa; לכן, ניתן להשתמש בשיטת הזיקוק להפחתת לנטנום של תחמוצות להכנת סמריום מתכת: 2La (l)+Sm2O3 (s) 1600La2O3 (s)+2Sm (g). ניתן להסיר את הסמאריו שנוצר בתגובה מהכור על ידי הנידוף, מה שיכול לקדם את התגובה השלמה.

בתהליך זיקוק ההפחתה, חממו תחמוצת סמאריום באוויר ב-800 מעלות למשך 15 שעות כדי להסיר את הספיגה האפשרית של H2O ו-CO2. מחרט את הלנתנום המתכת המותכת ב-1800 מעלות לתוך שבבי מתכת. מערבבים 550 גרם של Sm2O3 מסוייד ו-540 גרם של שבבי מתכת La [עודף 15% (שבר מסה)], ועוברים דרך לחיצת המטיל (9.8-49) × 107Pa] מכניסים אותו לכור כור תא בקוטר 6.4 ס"מ ואורך 25.4 ס"מ, ומצמידים את ה-Taaffer a 20 ו-a. כור היתוך כדי למנוע הוצאת חלקיקי תחמוצת מוגזמת. הכניסו את המכשיר לאזור הטמפרטורה הגבוהה של תנור אינדוקציה ואקום. כאשר המערכת מפונה ללחץ נמוך מ-0.1Pa, היא מתחילה להתחמם. לאחר שעתיים, הוא עולה לטמפרטורה המקסימלית של 1600 מעלות, ונשאר בטמפרטורה זו למשך שעתיים נוספות. חשוב להעלות את הטמפרטורה לאט, כי אם הטמפרטורה תעלה מהר מדי, לה יימס וירוץ לתחתית כור ההיתוך, וישפיע על מגע המגיבים. המתכת המופחתת מזוקקת מחוץ לאזור התגובה ומתעבה על המעבה. ניתן להשיג כ-465 גרם סמאריו עם תשואה של 98%. כאשר הטמפרטורה של המעבה היא 300 ~ 500 מעלות, למתכת המעובה יש חלקיקים גבישיים גדולים והיא יציבה באוויר. עם זאת, כאשר טמפרטורת העיבוי נמוכה, חלקיקי המתכת המעובה עדינים ודליקים באוויר. טוהר המוצר מזיקוק הפחתה אחד יכול להגיע ל-99.5% או יותר, אך הוא עדיין מכיל מאות La, O ו-H בסדר גודל של 10-6. ניתן להפחית זיהומים אלה עוד יותר לאחר זיקוק מחדש או סובלימציה. טמפרטורת הסובלימציה היא 800 מעלות, וטמפרטורת העיבוי היא ~ 500 מעלות. ניתן להשתמש בכור ההיתוך המשמש לזיקוק הפחתה בסובלימציה. עם זאת, יש לכבוש את כור ההיתוך בחומצה מראש ולשחרר תחת ואקום ב-1800 מעלות.

תהליך גילוי:סמאריום טהורהוא אחד מיסודות לנתניד (השייכים ליסודות אדמה נדירים), שסבכו ובלבלו כימאים במאה ה-19. ההיסטוריה שלה החלה עם גילוי הצריום ב-1803.

סריום אמור להכיל מתכות אחרות. קרל מוסנדר טען שהשיג ממנו לנתנום ודידימיום ב-1839, אבל דידימיום הוא למעשה תערובת של פרסאודימיום ונאודימיום. בשנת 1879, פול ¦ מייל Lecoq de Boisbaudran שוב הוציא את הדידימיום מעפרות ניוביום איטריום. מאוחר יותר, הוא הכין את תמיסה של דידימיום חומצה חנקתית והוסיף אמוניום הידרוקסיד. נמצא כי המשקע נוצר בשני שלבים. הוא התרכז בפיקדון הראשון ומדד את הספקטרום שלו, והגיע למסקנה שמדובר בסמריום יסוד חדש. (למעשה, אירופיום נמצא בסמריום בשנת 1901)

תפוצת מינרלים: מתקיים יחד עם יסודות אדמה נדירים אחרים בחול מונזיט. יסודות האדמה הנדירים הכלולים במונאזיט, כמו גם סידן ותוריום, מופצים בחולות הנהר של הודו וברזיל ובחולות הנהר החופים של פלורידה. חלק המסה של יסודות אדמה נדירים בחול מונאזיט הוא בדרך כלל 50%, מתוכם הסמריום מהווה 2.8%. בנוסף, קיים סמריום גם בבסטנאזיט, המופץ בעיקר בדרום קליפורניה. יש צורך בטכנולוגיית חילופי יונים כדי להפריד את הסמריום מהמינרלים שלו.

תגיות פופולריות: pure samarium cas 7440-19-9, ספקים, יצרנים, מפעל, סיטונאי, קנייה, מחיר, בתפזורת, למכירה