Чист самарий CAS 7440-19-9

Чист самарийе метален елемент с химически символ Sm и атомен номер 62. Това е сребристо бял метал със средна твърдост, който лесно се окислява във въздуха. Като типичен компонент от серията лантаниди, самарият обикновено приема степента на окисление на +3. SmO, SmS, SmSe и SmTe са най-често срещаните съединения на самарий (II). Самарият няма значителен биологичен ефект, а само лека токсичност. Съществува заедно с други редкоземни елементи в монацитов пясък. Редкоземните елементи, съдържащи се в монацита, както и калций и торий, са разпространени в речните пясъци на Индия и Бразилия и крайбрежните речни пясъци на Флорида. Масовата част на редкоземните елементи в монацитовия пясък обикновено е 50%, от които самарият представлява 2,8%. Освен това самарийът съществува и в бастнезита, който е разпространен най-вече в Южна Калифорния. Необходима е йонообменна технология за отделяне на самария от минералите му.

Чист самарий, като важен член на фамилията редкоземни елементи, демонстрира незаменима стойност на приложение в множество области поради своите уникални физични и химични свойства.

Материали с постоянни магнити: доминираща производителност при високи-температурни среди

 

Самариев кобалтов постоянен магнит (SmCo) е пионер в редкоземните постоянни магнитни материали, с магнитни свойства на второ място след неодимовия железен бор. Въпреки това, той има значителни предимства при висока температурна стабилност, устойчивост на размагнитване и устойчивост на корозия.

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). Максималната му работна температура достига 350 градуса, а някои модели могат да издържат на екстремни среди от 538 градуса. Степента на магнитна промяна е по-малка от 0,03%/градус, което гарантира надеждността на прецизните системи при температурни разлики.

 

Военни приложения:
F-35 боен самолет: Всеки самолет изисква 23 килограма самариево-кобалтови магнити за задвижване на радарни серво системи и високотемпературни двигатели (способни да издържат на 538 градуса), осигурявайки прецизен контрол при екстремни работни условия. Неодимовите желязо-борни магнити не могат да бъдат заменени поради проблеми с магнитното затихване при висока температура.
Система за насочване на ракети: Магнитът от самариев кобалт задвижва конусния двигател на бойната глава, поддържайки магнитна стабилност във високо-температурната среда на триене, генерирана от свръхзвуков полет. Неговите характеристики против електромагнитни смущения гарантират надеждността на лазерните/инфрачервените насочващи сигнали.

 

Ядрена подводница: Сонарната система за откриване на ядрената подводница от клас Virginia разчита на самариево-кобалтови магнити за улавяне на слаби звукови вълни, а задвижващият двигател използва самариеви магнити, за да постигне безшумна работа, избягвайки излагането на магнитни характеристики.
Индустриални приложения: В области като сателитна навигация, високо{0}}честотни тръби, микровълново оборудване и т.н. самариево-кобалтовите магнити осигуряват стабилни магнитни полета, за да гарантират точността на системата. Например позициониращите инструменти на космическия кораб Аполо 11 са използвали самариево-кобалтови магнити, за да се адаптират към изключително ниската температура на Луната.

Ядрена промишленост: Контролен клапан за безопасно използване на ядрено делене

 

Изотопът самарий-149 (Sm-149) на самария има изключително високо напречно сечение на улавяне на топлинни неутрони (42000 bar) и е ключов контролен материал за ядрени реактори.

Абсорбция на неутрони: Sm-149 регулира скоростта на ядрените реакции чрез абсорбиране на неутрони, предотвратявайки неконтролирани верижни реакции. Капацитетът му на абсорбция далеч надхвърля традиционните материали като кадмий, а работата му е стабилна при високи температури.
Структурен материал: самариевата сплав може да се използва за производство на екраниращи слоеве на реактора, ефективно блокиране на гама лъчи и неутронно лъчение, защита на персонала и околната среда.

Стратегическо значение: След като Китай наложи контрол върху износа на редкоземни елементи като самариу, американската производствена линия F-35 спря поради липса на кобалтови магнити самариу и надграждането на ядрените подводници беше забавено, излагайки на показ уязвимостта на западната военна верига за доставки. Резервът на Пентагона от 500 тона редки земни елементи е достатъчен само за краткосрочни извънредни ситуации, подчертавайки стратегическата стойност на самария в областта на безопасността на ядрената енергия.

Област на медицината: „прецизното оръжие“ за лечение на болка при рак

 

Радиоактивният изотоп самарий-153 (Sm-153) на самария играе решаваща роля в медицинските изображения и лечението на рак.

Lai Xijue Nan Samarium Injection: Използва се за лечение на болка, причинена от остеогенни костни метастази, излъчваните бета частици могат да се насочат и унищожат раковите клетки, като същевременно намаляват увреждането на нормалните тъкани. Клиничната статистика показва, че степента на облекчаване на болката на лекарството при костни метастази при рак на гърдата, рак на белия дроб и рак на простатата е повече от 80%.
Медицинско изображение: Sm-153 служи като маркер за локализиране на туморни метастази чрез костно сканиране, като помага на лекарите да разработят точни планове за лечение.
Техническо предимство:Чист самарийсъединенията могат да издържат на високи температури над 700 градуса, без да губят магнетизъм, осигурявайки стабилността на лекарствата по време на приготвяне и съхранение.

Оптика и електронни материали: „Добавки“ за функционални надстройки

 

Самариевите съединения насърчават технологичните иновации в областта на оптиката и електрониката чрез подобряване на свойствата на материалите.

Лазерен материал: итриев алуминиев гранат с добавка на самариу (Sm: YAG) е основният компонент на твърдотелни -лазери и излъчваната от него дължина на вълната на лазера от 1,06 μm е подходяща за медицинска, промишлена обработка и военни енергийни оръжия. Допингът на самариу може да подобри ефективността на лазера с повече от 30%.
Оптично стъкло: Добавянето на самариев оксид (Sm ₂ O3) може да повиши индекса на пречупване (над 1,8) и устойчивостта на износване на стъклото, като същевременно придава на стъклото специални жълти флуоресцентни свойства, които се използват за производството на високо-прецизни оптични инструменти като микроскопи и телескопи.
Пиезоелектрична керамика: Самариу оксидът като добавка може да подобри синтероването и плътността на керамиката, произвеждайки подходящи пиезоелектрични ефекти и се използва широко в области като сензори и ултразвукови преобразуватели.

Катализа и керамична промишленост: бустери за подобряване на ефективността

 

Съединенията на Samariu проявяват ефективна каталитична производителност при химически реакции и производство на керамика.

Рафиниране на нефт: Катализаторите на основата на Samariu могат да насърчат крекинг на тежък нефт, да увеличат добива на бензин с 10% -15% и да намалят емисиите на серен оксид.
Съхранение на водородна енергия: Сплавта на лантанов никел (съдържаща самарий) може да абсорбира голямо количество водороден газ, за ​​да образува метални хидриди, което се очаква да реши проблема с безопасното съхранение и транспортиране на водородна енергия.
Керамични кондензатори: Допирането със самариев оксид може да увеличи диелектричната константа на керамиката, да намали диелектричните загуби и е подходящо за високо-честотни вериги и импулсни захранващи системи.

Нововъзникващи области: челните редици на технологичните пробиви

 

С развитието на технологиите постепенно се появяват потенциалните приложения на самария в стелт материали, свръхпроводящи технологии и други области.

Стелт материал: Базираните на Самариу метаматериали могат да регулират радарните вълни и инфрачервеното лъчение, постигайки радарна инфрачервена двулентова стелт за изтребители/кораби, преодолявайки ограниченията на честотната лента на традиционните абсорбиращи материали.
Свръхпроводяща технология: Някои съединения на самарий показват свръхпроводимост при ниски температури, осигурявайки материална основа за маглев влакове и квантови изчисления.

Хиперзвукова ракета: Самариу оксид, като високо{0}}температурно устойчива керамична добавка, може да предпази топлинния защитен слой на ракетата от повреда при скорост на полета от 5 Mach.

 

Самариу, със своите уникални физични и химични свойства, се превърна в „мост“, свързващ традиционната индустрия с авангардни-технологии. От високо{2}}температурни постоянни магнити до управляващи пръти на ядрени реактори, от лекарства за лечение на болка при рак до лазерни кристали, приложението на самарий преминава през множество измерения на човешкото общество. Със стратегическия контрол на Китай и технологичното надграждане на редкоземните ресурси, моделът на глобалната верига за доставки на Samariu ще продължи да се развива и неговата доминираща позиция в ключови области ще бъде допълнително консолидирана. В бъдеще, с пробиви в нововъзникващи области като стелт материали и свръхпроводящи технологии, потенциалната стойност на самария ще бъде по-пълно разгърната.

За приготвянето начист самарий, металният самарий може да се получи чрез редуциране на самариев оксид с барий или лантан.

Метод на редукционна дестилация на оксид Самариу: Предимството на метода на редукционна дестилация е, че редкоземните оксиди се използват директно като суровини и процесите на редукция и дестилация се извършват едновременно, като по този начин се опростява процеса. Чистотата на получените метални изделия е висока. В допълнение, остатъкът от редукционната дестилация също е редкоземен оксид, който може да бъде рециклиран.

Тъй като самарият има високо налягане на парите, докато налягането на парите на редуктора лантан е ниско. La: при 1754 градуса налягането на парите е 1,33 Pa; при 2217 градуса налягането на парите е 133,32 PaSm; при 722 градуса налягането на парите е 1,33 Pa; при 964 градуса налягането на парите е 133,32 Pa; следователно, методът за редукция на лантанова дестилация на оксиди може да се използва за получаване на метален самарий: 2La (l)+Sm2O3 (s) 1600La2O3 (s)+2Sm (g). Samariu, произведен в реакцията, може да бъде отстранен от реактора чрез изпаряване, което може да насърчи пълната реакция.

В процеса на редукционна дестилация загрейте самариевия оксид във въздуха при 800 градуса за 15 часа, за да премахнете възможната абсорбция на H2O и CO2. Струговайте разтопения метал лантан при 1800 градуса в метални стружки. Смесете 550 g калциниран Sm2O3 и 540 g La метални стърготини [излишък от 15% (масова част)] и преминете през пресоването на слитък (9,8-49) × 107Pa] поставете го в Та тигел с диаметър 6,4 cm и дължина 25,4 cm и прикрепете 20 cm Ta кондензатор и Ta преграда в горната част част от тигела, за да предотвратите изваждането на излишни оксидни частици. Поставете устройството във високотемпературната зона на вакуумната индукционна пещ. Когато системата се вакуумира до налягане под 0,1 Pa, тя започва да се нагрява. След 2 часа се повишава до максималната температура от 1600 градуса и остава при тази температура още 2 часа. Важно е температурата да се повишава бавно, защото ако температурата се повиши твърде бързо, La ще се стопи и ще изтече на дъното на тигела, засягайки контакта на реагентите. Редуцираният метал се дестилира от реакционната зона и се кондензира в кондензатора. Могат да се получат около 465 g самариу с добив от 98%. Когато температурата на кондензатора е 300 ~ 500 градуса, кондензираният метал има големи кристални частици и е стабилен във въздуха. Въпреки това, когато температурата на кондензация е ниска, кондензираните метални частици са фини и запалими във въздуха. Чистотата на продукта от една редукционна дестилация може да достигне 99,5% или повече, но той все още съдържа стотици La, O и H от порядъка на 10-6. Тези примеси могат да бъдат допълнително намалени след повторна дестилация или сублимация. Температурата на сублимация е 800 градуса, а температурата на кондензация е ~ 500 градуса. Тигелът, използван за редукционна дестилация, може да се използва при сублимация. Въпреки това, тигелът трябва предварително да се маринова с киселина и да се дегазира под вакуум при 1800 градуса.

Процес на откриване:чист самарийе един от лантаноидните елементи (принадлежащи към редкоземни елементи), който заплита и обърква химиците през 19 век. Историята му започва с откриването на церий през 1803 г.

Церият трябва да съдържа други метали. Карл Мозандер твърди, че е получил лантан и дидимий от него през 1839 г., но дидимът всъщност е смес от празеодим и неодимий. През 1879 г. Paul ¦ mile Lecoq de Boisbaudran отново извлича дидимий от ниобиеви итриеви руди. По-късно той направи разтвора на азотна киселина дидим и добави амониев хидроксид. Установено е, че утайката се е образувала на два етапа. Той се съсредоточи върху първия депозит и измери неговия спектър и заключи, че това е нов елемент самарий. (Всъщност европий е открит в самария през 1901 г.)

Разпространение на минерали: съществува съвместно с други редкоземни елементи в монацитов пясък. Редкоземните елементи, съдържащи се в монацита, както и калций и торий, са разпространени в речните пясъци на Индия и Бразилия и крайбрежните речни пясъци на Флорида. Масовата част на редкоземните елементи в монацитовия пясък обикновено е 50%, от които самарият представлява 2,8%. Освен това самарийът съществува и в бастнезита, който е разпространен най-вече в Южна Калифорния. Необходима е йонообменна технология за отделяне на самария от минералите му.

Популярни тагове: чист самарий cas 7440-19-9, доставчици, производители, фабрика, търговия на едро, купуване, цена, насипно състояние, за продажба