Čisté Samarium CAS 7440-19-9

Čisté samariumje kovový prvek s chemickou značkou Sm a atomovým číslem 62. Jedná se o stříbrný bílý kov střední tvrdosti, který snadno oxiduje na vzduchu. Samarium jako typická složka řady lanthanoidů obvykle zaujímá oxidační stav +3. SmO, SmS, SmSe a SmTe jsou nejběžnějšími sloučeninami samaria (II). Samarium nemá žádný významný biologický účinek, pouze mírnou toxicitu. Koexistuje s dalšími prvky vzácných zemin v monazitovém písku. Prvky vzácných zemin obsažené v monazitu, stejně jako vápník a thorium, jsou distribuovány v říčních píscích Indie a Brazílie a v pobřežních říčních píscích na Floridě. Hmotnostní zlomek prvků vzácných zemin v monazitovém písku je obvykle 50 %, z toho samarium tvoří 2,8 %. Kromě toho samarium existuje také v bastnaesitu, který je většinou rozšířen v jižní Kalifornii. Technologie iontové výměny je potřebná k oddělení samaria od jeho minerálů.

Čisté samarium, jako důležitý člen rodiny prvků vzácných zemin, prokázal nenahraditelnou aplikační hodnotu v mnoha oblastech díky svým jedinečným fyzikálním a chemickým vlastnostem.

Materiály s permanentními magnety: dominantní výkon v prostředí s vysokou-teplotou

 

Samarium kobaltový permanentní magnet (SmCo) je průkopníkem v materiálech s permanentními magnety vzácných zemin, s magnetickými vlastnostmi na druhém místě po neodymovém železném bóru. Má však významné výhody ve vysoké teplotní stabilitě, odolnosti proti demagnetizaci a odolnosti proti korozi.

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 kOe). Jeho maximální pracovní teplota dosahuje 350 stupňů a některé modely vydrží extrémní prostředí 538 stupňů. Rychlost magnetické změny je menší než 0,03 %/stupeň, což zajišťuje spolehlivost přesných systémů při teplotních rozdílech.

 

Vojenské aplikace:
Stíhací letoun F-35: Každé letadlo vyžaduje 23 kilogramů kobaltových magnetů samarium k pohonu radarových servosystémů a vysokoteplotních motorů (schopných vydržet 538 stupňů), které zajišťují přesné ovládání v extrémních pracovních podmínkách. Neodymové železnoborové magnety nelze vyměnit kvůli problémům s magnetickým útlumem při vysokých teplotách.
Naváděcí systém střely: Samariový kobaltový magnet pohání kuželový motor hlavice a udržuje magnetickou stabilitu v prostředí s vysokým -třením generovaným nadzvukovým letem. Jeho vlastnosti proti elektromagnetickému rušení zajišťují spolehlivost laserových/infračervených naváděcích signálů.

 

Jaderná ponorka: Sonarový detekční systém jaderné ponorky třídy Virginia spoléhá na kobaltové magnety samarium k zachycení slabých zvukových vln a hnací motor využívá samáriové magnety k dosažení tichého provozu, čímž se zabrání vystavení magnetických charakteristik.
Průmyslové aplikace: V oblastech, jako je satelitní navigace, vysokofrekvenční{0}}elektrony, mikrovlnná zařízení atd., poskytují kobaltové magnety samarium stabilní magnetická pole, která zajišťují přesnost systému. Například polohovací přístroje kosmické lodi Apollo 11 využívaly kobaltové magnety samarium k přizpůsobení se extrémně nízké teplotě prostředí Měsíce.

Jaderný průmysl: regulační ventil pro bezpečné využití jaderného štěpení

 

Izotop samarium-149 (Sm-149) samaria má extrémně vysoký průřez záchytu tepelných neutronů (42 000 barů) a je klíčovým kontrolním materiálem pro jaderné reaktory.

Absorpce neutronů: Sm-149 reguluje rychlost jaderných reakcí tím, že absorbuje neutrony, čímž zabraňuje nekontrolovaným řetězovým reakcím. Jeho absorpční kapacita daleko převyšuje tradiční materiály, jako je kadmium, a jeho výkon je stabilní při vysokých teplotách.
Konstrukční materiál: Slitina Samarium může být použita k výrobě stínících vrstev reaktoru, které účinně blokují gama záření a neutronové záření, chrání personál a životní prostředí.

Strategický význam: Poté, co Čína uvalila kontroly na vývoz vzácných zemin, jako je samariu, se americká výrobní linka F-35 zastavila kvůli nedostatku kobaltových magnetů samariu a modernizace jaderných ponorek byla zpožděna, což odhalilo zranitelnost západního vojenského dodavatelského řetězce. 500tunová rezerva vzácných zemin Pentagonu je dostatečná pouze pro krátkodobé nouzové situace, což zdůrazňuje strategickou hodnotu samaria v oblasti bezpečnosti jaderné energie.

Lékařský obor: „přesná zbraň“ pro léčbu bolesti při rakovině

 

Radioaktivní izotop samarium-153 (Sm-153) samaria hraje zásadní roli v lékařském zobrazování a léčbě rakoviny.

Lai Xijue Nan Samarium Injection: Používá se k léčbě bolesti způsobené osteogenními kostními metastázami, jeho emitované beta částice mohou zacílit a zničit rakovinné buňky a zároveň snížit poškození normálních tkání. Klinické statistiky ukazují, že míra úlevy od bolesti u kostních metastáz u rakoviny prsu, plic a prostaty je více než 80 %.
Lékařské zobrazování: Sm-153 slouží jako indikátor k lokalizaci nádorových metastáz pomocí skenování kostí a pomáhá lékařům vyvinout přesné léčebné plány.
Technická výhoda:Čisté samariumsloučeniny mohou odolat vysokým teplotám nad 700 stupňů bez ztráty magnetismu, což zajišťuje stabilitu léčiv během přípravy a skladování.

Optika a elektronické materiály: "Přísady" pro funkční upgrady

 

Sloučeniny samaria podporují technologické inovace v oblasti optiky a elektroniky zlepšením materiálových vlastností.

Laserový materiál: krystal yttria a hliníkového granátu (Sm: YAG) dopovaný samariu je základní součástí pevnolátkových laserů a jeho laserová vlnová délka 1,06 μm je vhodná pro lékařské, průmyslové zpracování a vojenské řízené energetické zbraně. Dopování samariu může zlepšit účinnost laseru o více než 30 %.
Optické sklo: Přidání oxidu samaria (Sm ₂ O3) může zvýšit index lomu (nad 1,8) a odolnost skla proti opotřebení a zároveň dodat sklu speciální žluté fluorescenční vlastnosti, které se používají k výrobě vysoce-přesných optických přístrojů, jako jsou mikroskopy a teleskopy.
Piezoelektrická keramika: Oxid Samariu jako aditivum může zlepšit slinování a hustotu keramiky, vytváří vhodné piezoelektrické efekty a je široce používán v oblastech, jako jsou senzory a ultrazvukové převodníky.

Katalyzační a keramický průmysl: Posilovače pro zlepšení účinnosti

 

Sloučeniny Samariu vykazují účinný katalytický výkon při chemických reakcích a výrobě keramiky.

Rafinace ropy: Katalyzátory na bázi Samariu mohou podporovat krakování těžkého oleje, zvýšit výtěžnost benzinu o 10 % až 15 % a snížit emise oxidu síry.
Skladování vodíkové energie: Slitina lanthanu a niklu (obsahující samarium) může absorbovat velké množství plynného vodíku za vzniku hydridů kovů, od čehož se očekává, že vyřeší problém bezpečného skladování a přepravy vodíkové energie.
Keramické kondenzátory: Dopování oxidem samaria může zvýšit dielektrickou konstantu keramiky, snížit dielektrické ztráty a je vhodné pro vysoko-frekvenční obvody a systémy pulzního napájení.

Rozvíjející se obory: popředí technologických průlomů

 

S rozvojem technologie se postupně objevují potenciální aplikace samaria v stealth materiálech, supravodivé technologii a dalších oborech.

Neviditelný materiál: Metamateriály založené na Samariu dokážou regulovat radarové vlny a infračervené záření, čímž dosahují radarového infračerveného dvoupásmového utajení pro stíhačky/lodě a překonávají omezení šířky pásma tradičních absorbujících materiálů.
Supravodivá technologie: Některé sloučeniny samaria vykazují supravodivost při nízkých teplotách, což poskytuje materiálový základ pro maglevovy vlaky a kvantové výpočty.

Hypersonická střela: Oxid Samariu jako keramická přísada odolná vůči vysokým{0}}teplotám může chránit tepelnou ochrannou vrstvu střely před poškozením při rychlosti letu 5 Mach.

 

Samariu se svými jedinečnými fyzikálními a chemickými vlastnostmi se stalo „mostem“ spojujícím tradiční průmysl se špičkovou-technologií. Od vysokoteplotních permanentních magnetů po řídicí tyče jaderného reaktoru, od léků na léčbu bolesti při rakovině po laserové krystaly, aplikace samaria prochází mnoha dimenzemi lidské společnosti. S čínskou strategickou kontrolou a technologickým vylepšováním zdrojů vzácných zemin se bude model globálního dodavatelského řetězce Samariu nadále vyvíjet a jeho dominantní postavení v klíčových oblastech se bude dále upevňovat. V budoucnu, s průlomy v nově vznikajících oblastech, jako jsou stealth materiály a supravodivé technologie, se potenciální hodnota samaria plněji uvolní.

Pro přípravučisté samariumkovové samarium lze připravit redukcí oxidu samaria bariem nebo lanthanem.

Metoda redukční destilace oxidu Samariu: Výhodou metody redukční destilace je, že oxidy vzácných zemin se přímo používají jako suroviny a procesy redukce a destilace se provádějí současně, čímž se proces zjednodušuje. Čistota získaných kovových produktů je vysoká. Kromě toho je zbytek z redukční destilace také oxidem vzácných zemin, který lze recyklovat.

Protože samarium má vysoký tlak par, zatímco tlak par redukčního lanthanu je nízký. La: při 1754 stupních je tlak par 1,33 Pa; při 2217 stupních je tlak par 133,32 PaSm; při 722 stupních je tlak par 1,33 Pa; při 964 stupních je tlak par 133,32 Pa; proto lze k přípravě kovového samaria použít redukční destilační metodu oxidů lanthanu: 2La (l)+Sm2O3 (s) 1600La2O3 (s)+2Sm (g). Samariu produkovaný v reakci může být odstraněn z reaktoru odpařením, což může podpořit úplnou reakci.

V procesu redukční destilace zahřejte oxid samarium na vzduchu na 800 stupňů po dobu 15 hodin, aby se odstranila možná absorpce H2O a CO2. Roztavený kov lanthan soustružte při 1800 stupních na kovové třísky. Smíchejte 550 g kalcinovaného Sm2O3 a 540 g kovových třísek La [nad 15 % (hmotnostní zlomek)] a protáhněte lisem na ingoty (9,8-49) × 107 Pa] vložte do Ta kelímku o průměru 6,4 cm a délce 25,4 cm na horní část Taaffu a 25,4 cm připevněte kelímek, aby se zabránilo odstranění nadměrných oxidových částic. Umístěte zařízení do vysokoteplotní zóny vakuové indukční pece. Když je systém evakuován na tlak nižší než 0,1 Pa, začne se zahřívat. Po 2 hodinách stoupne na maximální teplotu 1600 stupňů a na této teplotě zůstane další 2 hodiny. Je důležité zvyšovat teplotu pomalu, protože pokud teplota stoupá příliš rychle, La se roztaví a stéká na dno kelímku, což ovlivní kontakt reaktantů. Redukovaný kov se oddestiluje z reakční zóny a kondenzuje na kondenzátoru. Lze získat asi 465 g samariu s výtěžkem 98 %. Když je teplota kondenzátoru 300 ~ 500 stupňů, kondenzovaný kov má velké krystalické částice a je stabilní na vzduchu. Když je však kondenzační teplota nízká, kondenzované kovové částice jsou jemné a hořlavé na vzduchu. Čistota produktu z jedné redukční destilace může dosáhnout 99,5 % i více, ale stále obsahuje stovky La, O a H v řádu 10-6. Tyto nečistoty lze dále redukovat po opětovné destilaci nebo sublimaci. Teplota sublimace je 800 stupňů a kondenzační teplota je ~ 500 stupňů. Kelímek používaný pro redukční destilaci lze použít při sublimaci. Kelímek by však měl být předem namořen kyselinou a odplyněn ve vakuu při 1800 stupních.

Proces zjišťování:čisté samariumje jedním z prvků lanthanoidů (patřících mezi prvky vzácných zemin), který zamotal a zmátl chemiky v 19. století. Jeho historie začala objevem ceru v roce 1803.

Cer má obsahovat další kovy. Carl Mosander tvrdil, že z něj získal lanthan a didymium v ​​roce 1839, ale didymium je ve skutečnosti směs praseodymu a neodymu. V roce 1879 Paul ¦ mile Lecoq de Boisbaudran znovu extrahoval didymium z niobových yttriových rud. Později vyrobil roztok kyseliny dusičné didym a přidal hydroxid amonný. Bylo zjištěno, že sediment vznikal ve dvou fázích. Soustředil se na první ložisko a změřil jeho spektrum a došel k závěru, že se jedná o nový prvek samarium. (Ve skutečnosti bylo europium nalezeno v samariu v roce 1901)

Distribuce minerálů: koexistuje s jinými prvky vzácných zemin v monazitovém písku. Prvky vzácných zemin obsažené v monazitu, stejně jako vápník a thorium, jsou distribuovány v říčních píscích Indie a Brazílie a v pobřežních říčních píscích na Floridě. Hmotnostní zlomek prvků vzácných zemin v monazitovém písku je obvykle 50 %, z toho samarium tvoří 2,8 %. Kromě toho samarium existuje také v bastnaesitu, který je většinou rozšířen v jižní Kalifornii. Technologie iontové výměny je potřebná k oddělení samaria od jeho minerálů.

Populární Tagy: pure samarium cas 7440-19-9, dodavatelé, výrobci, továrna, velkoobchod, koupit, cena, hromadné, na prodej