Čisti samarij CAS 7440-19-9

Čisti samarijje kovinski element s kemijskim simbolom Sm in atomskim številom 62. To je srebrno bela kovina srednje trdote, ki zlahka oksidira na zraku. Kot tipična komponenta niza lantanidov samarij običajno prevzame oksidacijsko stanje +3.. SmO, SmS, SmSe in SmTe so najpogostejše spojine samarija (II). Samarij nima pomembnega biološkega učinka, le rahlo toksičnost. Soobstaja z drugimi redkozemeljskimi elementi v monazitnem pesku. Elementi redkih zemelj, ki jih vsebuje monacit, pa tudi kalcij in torij, so razporejeni v rečnem pesku Indije in Brazilije ter obalnem rečnem pesku Floride. Masni delež elementov redkih zemelj v monazitnem pesku je običajno 50 %, od tega samarij predstavlja 2,8 %. Poleg tega samarij obstaja tudi v bastnaezitu, ki je večinoma razširjen v južni Kaliforniji. Za ločevanje samarija od njegovih mineralov je potrebna tehnologija ionske izmenjave.

Čisti samarij, kot pomemben član družine redkih zemeljskih elementov, je zaradi svojih edinstvenih fizikalnih in kemijskih lastnosti dokazal nenadomestljivo uporabno vrednost na številnih področjih.

Materiali s trajnimi magneti: prevladujoča zmogljivost v okoljih z visoko{0}}temperaturo

 

Trajni magnet samarij kobalt (SmCo) je pionir na področju trajnih magnetnih materialov redkih zemelj z magnetnimi lastnostmi, ki so takoj za neodim železom borom. Vendar pa ima pomembne prednosti pri visoki temperaturni stabilnosti, odpornosti proti razmagnetenju in odpornosti proti koroziji.

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). Njegova najvišja delovna temperatura doseže 350 stopinj, nekateri modeli pa lahko prenesejo ekstremna okolja 538 stopinj. Stopnja magnetne spremembe je manjša od 0,03 %/ stopinjo, kar zagotavlja zanesljivost natančnih sistemov pri temperaturnih razlikah.

 

Vojaške aplikacije:
F-35 lovsko letalo: Vsako letalo potrebuje 23 kilogramov samarijevih kobaltnih magnetov za pogon radarskih servo sistemov in visokotemperaturnih motorjev (zmožnost prenesti 538 stopinj), kar zagotavlja natančen nadzor v ekstremnih delovnih pogojih. Magnetov iz neodima, železa in bora ni mogoče zamenjati zaradi težav z magnetnim slabljenjem pri visoki temperaturi.
Sistem za vodenje izstrelkov: samarijev kobaltov magnet poganja stožčasti motor bojne glave in ohranja magnetno stabilnost v visoko-temperaturnem okolju trenja, ki ga ustvarja nadzvočni let. Njegove lastnosti proti elektromagnetnim motnjam zagotavljajo zanesljivost laserskih/infrardečih signalov za vodenje.

 

Jedrska podmornica: Sistem sonarnega zaznavanja jedrske podmornice razreda Virginia temelji na samarijevih kobaltovih magnetih za zajemanje šibkih zvočnih valov, pogonski motor pa uporablja samarijeve magnete za doseganje tihega delovanja, pri čemer se izogiba izpostavljenosti magnetnim značilnostim.
Industrijske uporabe: Na področjih, kot so satelitska navigacija, visoko{0}}frekvenčne cevi, mikrovalovna oprema itd., magneti iz samarijevega kobalta zagotavljajo stabilna magnetna polja, ki zagotavljajo natančnost sistema. Na primer, instrumenti za določanje položaja vesoljskega plovila Apollo 11 so uporabili samarijeve kobaltove magnete, da so se prilagodili ekstremno nizkim temperaturnim razmeram na Luni.

Jedrska industrija: krmilni ventil za varno uporabo jedrske fisije

 

Izotop samarij-149 (Sm-149) samarija ima izredno visok presek zajetja toplotnih nevtronov (42000 barov) in je ključni kontrolni material za jedrske reaktorje.

Absorpcija nevtronov: Sm-149 uravnava hitrost jedrskih reakcij z absorbiranjem nevtronov in preprečuje nenadzorovane verižne reakcije. Njegova absorpcijska sposobnost daleč presega tradicionalne materiale, kot je kadmij, in njegovo delovanje je stabilno pri visokih temperaturah.
Strukturni material: samarijevo zlitino je mogoče uporabiti za izdelavo zaščitnih plasti reaktorja, ki učinkovito blokirajo žarke gama in nevtronsko sevanje ter ščitijo osebje in okolje.

Strateški pomen: Potem ko je Kitajska uvedla nadzor nad izvozom redkih zemelj, kot je samariu, je ameriška proizvodna linija F-35 obstala zaradi pomanjkanja samariu kobaltnih magnetov, nadgradnja jedrskih podmornic pa je bila odložena, kar je razkrilo ranljivost zahodne vojaške dobavne verige. Pentagonova 500-tonska rezerva redkih zemelj zadostuje le za kratkotrajne izredne razmere, kar poudarja strateško vrednost samarija na področju varnosti jedrske energije.

Medicinsko področje: "natančno orožje" za zdravljenje bolečine pri raku

 

Radioaktivni izotop samarij-153 (Sm-153) iz samarija igra ključno vlogo pri medicinskem slikanju in zdravljenju raka.

Lai Xijue Nan Samarium Injection: Uporablja se za zdravljenje bolečine, ki jo povzročajo osteogene kostne metastaze, njegovi oddani delci beta lahko ciljajo in uničijo rakave celice, hkrati pa zmanjšajo poškodbe normalnih tkiv. Klinične statistike kažejo, da je stopnja lajšanja bolečine zdravila pri kostnih metastazah raka dojke, pljučnega raka in raka prostate več kot 80-odstotna.
Medicinsko slikanje: Sm-153 služi kot sledilnik za lociranje tumorskih metastaz s skeniranjem kosti, kar zdravnikom pomaga razviti natančne načrte zdravljenja.
Tehnična prednost:Čisti samarijspojine lahko prenesejo visoke temperature nad 700 stopinj brez izgube magnetizma, kar zagotavlja stabilnost zdravil med pripravo in shranjevanjem.

Optika in elektronski materiali: "Dodatki" za funkcionalne nadgradnje

 

Samarijeve spojine spodbujajo tehnološke inovacije na področju optike in elektronike z izboljšanjem lastnosti materialov.

Laserski material: itrijevo-aluminijev granat (Sm: YAG), dopiran s samarijem, je glavna komponenta polprevodniških-laserjev, njegova valovna dolžina laserja 1,06 μm pa je primerna za medicinsko, industrijsko obdelavo in vojaško usmerjeno energetsko orožje. Doping samariu lahko izboljša učinkovitost laserja za več kot 30 %.
Optično steklo: dodajanje samarijevega oksida (Sm ₂ O3) lahko poveča lomni količnik (nad 1,8) in odpornost proti obrabi stekla, hkrati pa steklu podeli posebne lastnosti rumene fluorescence, ki se uporabljajo za izdelavo visoko-natančnih optičnih instrumentov, kot so mikroskopi in teleskopi.
Piezoelektrična keramika: Samariujev oksid kot dodatek lahko izboljša sintranje in gostoto keramike, kar povzroči ustrezne piezoelektrične učinke, in se pogosto uporablja na področjih, kot so senzorji in ultrazvočni pretvorniki.

Kataliza in keramična industrija: Ojačevalci za izboljšanje učinkovitosti

 

Spojine Samariu izkazujejo učinkovito katalitično delovanje pri kemičnih reakcijah in proizvodnji keramike.

Rafiniranje nafte: katalizatorji na osnovi Samariuja lahko spodbujajo krekiranje težke nafte, povečajo izkoristek bencina za 10 % -15 % in zmanjšajo emisije žveplovega oksida.
Shranjevanje vodikove energije: zlitina lantanovega niklja (ki vsebuje samarij) lahko absorbira veliko količino vodikovega plina, da tvori kovinske hidride, kar naj bi rešilo problem varnega shranjevanja in transporta vodikove energije.
Keramični kondenzatorji: Dopiranje s samarijevim oksidom lahko poveča dielektrično konstanto keramike, zmanjša dielektrične izgube in je primerno za visoko-frekvenčna vezja in impulzne napajalne sisteme.

Nastajajoča področja: v ospredju tehnoloških prebojev

 

Z razvojem tehnologije se postopoma pojavljajo potencialne uporabe samarija v prikritih materialih, superprevodni tehnologiji in na drugih področjih.

Prikriti material: metamateriali, ki temeljijo na Samariuju, lahko uravnavajo radarske valove in infrardeče sevanje, s čimer dosežejo radarski infrardeči dvopasovni prikriti učinek za lovska letala/ladje, s čimer presežejo omejitve pasovne širine tradicionalnih absorpcijskih materialov.
Superprevodna tehnologija: Nekatere spojine samarija kažejo superprevodnost pri nizkih temperaturah, kar je materialna podlaga za vlake maglev in kvantno računalništvo.

Hiperzvočni izstrelek: Samariujev oksid lahko kot -keramični dodatek, odporen na visoke temperature, zaščiti toplotno zaščitno plast izstrelka pred poškodbami pri hitrosti leta 5 Machov.

 

Samariu je s svojimi edinstvenimi fizikalnimi in kemijskimi lastnostmi postal »most«, ki povezuje tradicionalno industrijo z vrhunsko-tehnologijo. Od visoko{2}}temperaturnih trajnih magnetov do krmilnih palic jedrskega reaktorja, od zdravil proti bolečinam raka do laserskih kristalov, uporaba samarija poteka skozi več razsežnosti človeške družbe. S kitajskim strateškim nadzorom in tehnološko nadgradnjo virov redkih zemelj se bo vzorec svetovne dobavne verige Samariu še naprej razvijal, njegov prevladujoč položaj na ključnih področjih pa se bo še utrdil. V prihodnosti se bo s preboji na nastajajočih področjih, kot so prikriti materiali in superprevodna tehnologija, potencialna vrednost samarija še bolj sprostila.

Za pripravočisti samarij, lahko kovinski samarij pripravimo z redukcijo samarijevega oksida z barijem ali lantanom.

Metoda redukcijske destilacije oksida Samariu: Prednost metode redukcijske destilacije je, da se oksidi redkih zemelj neposredno uporabljajo kot surovine, redukcija in destilacija pa se izvajata sočasno, kar poenostavi postopek. Čistost pridobljenih kovinskih izdelkov je visoka. Poleg tega je ostanek redukcijske destilacije tudi oksid redkih zemelj, ki ga je mogoče reciklirati.

Ker ima samarij visok parni tlak, medtem ko je parni tlak reducenta lantana nizek. La: pri 1754 stopinjah je parni tlak 1,33 Pa; pri 2217 stopinjah je parni tlak 133,32 PaSm; pri 722 stopinjah je parni tlak 1,33 Pa; pri 964 stopinjah je parni tlak 133,32 Pa; zato lahko metodo redukcijske destilacije oksidov z lantanom uporabimo za pripravo kovinskega samarija: 2La (l)+Sm2O3 (s) 1600La2O3 (s)+2Sm (g). Samariu, proizveden v reakciji, je mogoče odstraniti iz reaktorja z izhlapevanjem, kar lahko pospeši popolno reakcijo.

V postopku redukcijske destilacije segrevajte samarijev oksid na zraku pri 800 stopinjah 15 ur, da odstranite morebitno absorpcijo H2O in CO2. Stružite staljeno kovino lantan pri 1800 stopinjah v kovinske odrezke. Zmešajte 550 g kalciniranega Sm2O3 in 540 g kovinskih zrn La [presežek 15 % (masni delež)] in pojdite skozi stiskanje ingota (9,8-49) × 107Pa] dajte v Ta lonček s premerom 6,4 cm in dolžino 25,4 cm ter pritrdite 20 cm Ta kondenzator in Ta pregrado na zgornji del. del lončka, da preprečite izločanje odvečnih delcev oksida. Napravo postavite v visoko temperaturno območje vakuumske indukcijske peči. Ko se sistem izprazni na tlak, manjši od 0,1 Pa, se začne segrevati. Po 2 urah se dvigne na najvišjo temperaturo 1600 stopinj in ostane pri tej temperaturi še 2 uri. Pomembno je, da temperaturo dvigujete počasi, kajti če se temperatura dvigne prehitro, se bo La stopil in stekel na dno lončka, kar bo vplivalo na stik reaktantov. Reducirana kovina se destilira iz reakcijske cone in kondenzira na kondenzatorju. Približno 465 g samariuja je mogoče dobiti z 98-odstotnim izkoristkom. Ko je temperatura kondenzatorja 300 ~ 500 stopinj, ima kondenzirana kovina velike kristalne delce in je stabilna na zraku. Ko pa je temperatura kondenzacije nizka, so kondenzirani kovinski delci drobni in vnetljivi v zraku. Čistost produkta iz ene redukcijske destilacije lahko doseže 99,5 % ali več, vendar še vedno vsebuje na stotine La, O in H v vrstnem redu 10-6. Te nečistoče je mogoče dodatno zmanjšati po ponovni destilaciji ali sublimaciji. Temperatura sublimacije je 800 stopinj, temperatura kondenzacije pa ~ 500 stopinj. Lonček, ki se uporablja za redukcijsko destilacijo, se lahko uporablja pri sublimaciji. Vendar je treba lonček vnaprej dekapirati s kislino in razpliniti pod vakuumom pri 1800 stopinjah.

Postopek odkrivanja:čisti samarijje eden izmed lantanoidnih elementov (spadajo med redke zemeljske elemente), ki je zapletal in zmedel kemike v 19. stoletju. Njegova zgodovina se je začela z odkritjem cerija leta 1803.

Cerij naj bi vseboval še druge kovine. Carl Mosander je leta 1839 trdil, da je iz njega pridobil lantan in didim, vendar je didim pravzaprav mešanica prazeodimija in neodija. Leta 1879 je Paul ¦ mile Lecoq de Boisbaudran ponovno pridobil didim iz niobijevih itrijevih rud. Kasneje je naredil raztopino didimija dušikove kisline in dodal amonijev hidroksid. Ugotovljeno je bilo, da je sediment nastal v dveh fazah. Osredotočil se je na prvo nahajališče in izmeril njegov spekter ter ugotovil, da gre za nov element samarij. (Dejansko so leta 1901 v samariju našli evropij)

Porazdelitev mineralov: soobstaja z drugimi elementi redkih zemelj v monazitnem pesku. Elementi redkih zemelj, ki jih vsebuje monacit, pa tudi kalcij in torij, so razporejeni v rečnem pesku Indije in Brazilije ter obalnem rečnem pesku Floride. Masni delež elementov redkih zemelj v monazitnem pesku je običajno 50 %, od tega samarij predstavlja 2,8 %. Poleg tega samarij obstaja tudi v bastnaezitu, ki je večinoma razširjen v južni Kaliforniji. Za ločevanje samarija od njegovih mineralov je potrebna tehnologija ionske izmenjave.

Priljubljena oznake: čisti samarij cas 7440-19-9, dobavitelji, proizvajalci, tovarna, veleprodaja, nakup, cena, razsuto, za prodajo