Чистый самарий CAS 7440-19-9

Чистый самарий— металлический элемент с химическим символом Sm и атомным номером 62. Это серебристо-белый металл средней твердости, который легко окисляется на воздухе. Как типичный компонент ряда лантаноидов, самарий обычно принимает степень окисления +3. SmO, SmS, SmSe и SmTe являются наиболее распространенными соединениями самария (II). Самарий не оказывает существенного биологического действия, лишь незначительную токсичность. Он сосуществует с другими редкоземельными элементами в монацитовом песке. Содержащиеся в монаците редкоземельные элементы, а также кальций и торий распространены в речных песках Индии и Бразилии и прибрежных речных песках Флориды. Массовая доля редкоземельных элементов в монацитовом песке обычно составляет 50 %, из них на долю самария приходится 2,8 %. Кроме того, самарий также присутствует в бастнезите, который в основном распространен в южной Калифорнии. Технология ионного обмена необходима для отделения самария от его минералов.

Чистый самарий, как важный член семейства редкоземельных элементов, продемонстрировал незаменимую ценность применения во многих областях благодаря своим уникальным физическим и химическим свойствам.

Материалы с постоянными магнитами: превосходные характеристики в условиях высоких-температур.

 

Постоянный магнит самария-кобальта (SmCo) является пионером в области редкоземельных материалов для постоянных магнитов, по магнитным свойствам уступая только неодиму, железу, бору. Однако он имеет значительные преимущества в высокой температурной стабильности, стойкости к размагничиванию и коррозионной стойкости.

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 кЭ). Его максимальная рабочая температура достигает 350 градусов, а некоторые модели могут выдерживать экстремальные условия до 538 градусов. Скорость магнитного изменения составляет менее 0,03%/градус, что обеспечивает надежность прецизионных систем при перепадах температур.

 

Военное применение:
Реактивный истребитель F-35: каждому самолету требуется 23 килограмма самариево-кобальтовых магнитов для привода радарных сервосистем и высокотемпературных двигателей (выдерживающих температуру 538 градусов), обеспечивающих точное управление в экстремальных условиях работы. Неодимовые железо-борные магниты не могут быть заменены из-за проблем с магнитным затуханием при высоких температурах.
Система наведения ракеты. Самариево-кобальтовый магнит приводит в движение конусный двигатель боеголовки, поддерживая магнитную стабильность в условиях высоко-теплового трения, возникающего при сверхзвуковом полете. Его характеристики защиты от электромагнитных помех обеспечивают надежность сигналов лазерного/инфракрасного наведения.

 

Атомная подводная лодка: гидролокационная система обнаружения атомной подводной лодки класса «Вирджиния» основана на самариево-кобальтовых магнитах для улавливания слабых звуковых волн, а маршевый двигатель использует самариевые магниты для обеспечения бесшумной работы, избегая воздействия магнитных характеристик.
Промышленное применение. В таких областях, как спутниковая навигация, высокочастотные-лампы, микроволновое оборудование и т. д. самариево-кобальтовые магниты создают стабильные магнитные поля, гарантирующие точность системы. Например, в инструментах позиционирования космического корабля «Аполлон-11» использовались самарий-кобальтовые магниты для адаптации к чрезвычайно низкой температуре Луны.

Атомная промышленность: регулирующий клапан для безопасного использования ядерной энергии

 

Изотоп самария-149 (Sm-149) имеет чрезвычайно высокое сечение захвата тепловых нейтронов (42000 бар) и является ключевым контрольным материалом для ядерных реакторов.

Поглощение нейтронов: Sm-149 регулирует скорость ядерных реакций, поглощая нейтроны, предотвращая неконтролируемые цепные реакции. Его поглощающая способность намного превосходит традиционные материалы, такие как кадмий, а его характеристики стабильны при высоких температурах.
Конструкционный материал: сплав самария может быть использован для изготовления защитных слоев реактора, эффективно блокирующих гамма-лучи и нейтронное излучение, защищая персонал и окружающую среду.

Стратегическое значение: после того, как Китай ввел контроль над экспортом редких земель, таких как самариу, производственная линия F-35 в США остановилась из-за нехватки кобальтовых магнитов самариу, а модернизация атомных подводных лодок была отложена, что обнажило уязвимость западной военной цепочки поставок. Запас редкоземельных элементов Пентагона в 500 тонн достаточен только для краткосрочных чрезвычайных ситуаций, что подчеркивает стратегическую ценность самария в области безопасности ядерной энергетики.

Сфера медицины: «точное оружие» для лечения боли при раке

 

Радиоактивный изотоп самария-153 (Sm-153) играет решающую роль в медицинской визуализации и лечении рака.

Лай Сицзюэ Нань Инъекция самария: используется для лечения боли, вызванной остеогенными метастазами в кости. Испускаемые им бета-частицы могут нацеливаться на раковые клетки и уничтожать их, одновременно уменьшая повреждение нормальных тканей. Клиническая статистика показывает, что степень обезболивания препарата при костных метастазах рака молочной железы, рака легких и рака простаты составляет более 80%.
Медицинская визуализация: Sm-153 служит индикатором для обнаружения метастазов опухоли посредством сканирования костей, помогая врачам разрабатывать точные планы лечения.
Техническое преимущество:Чистый самарийсоединения выдерживают высокие температуры выше 700 градусов, не теряя магнетизма, обеспечивая стабильность препаратов при приготовлении и хранении.

Оптика и электронные материалы: «добавки» для функциональной модернизации

 

Соединения самария способствуют технологическим инновациям в области оптики и электроники за счет улучшения свойств материалов.

Лазерный материал: кристалл иттрий-алюминиевого граната, легированного самариу (Sm: YAG), является основным компонентом твердотельных-лазеров, а длина волны излучаемого им лазера с длиной волны 1,06 мкм подходит для медицинского, промышленного и военного оружия направленной энергии. Легирование самариу может повысить эффективность лазера более чем на 30%.
Оптическое стекло. Добавление оксида самария (Sm ₂ O3) позволяет увеличить показатель преломления (выше 1,8) и износостойкость стекла, одновременно придавая стеклу особые свойства желтой флуоресценции, которые используются для изготовления высокоточных-оптических инструментов, таких как микроскопы и телескопы.
Пьезоэлектрическая керамика: оксид самариу в качестве добавки может улучшить спекание и плотность керамики, создавая подходящие пьезоэлектрические эффекты, и широко используется в таких областях, как датчики и ультразвуковые преобразователи.

Катализ и керамическая промышленность: стимулы для повышения эффективности

 

Соединения Самариу демонстрируют эффективные каталитические свойства в химических реакциях и производстве керамики.

Нефтепереработка: катализаторы на основе Самариу могут способствовать крекингу тяжелой нефти, увеличить выход бензина на 10–15% и снизить выбросы оксидов серы.
Хранение водородной энергии: сплав лантана и никеля (содержащий самарий) может поглощать большое количество газообразного водорода с образованием гидридов металлов, что, как ожидается, решит проблему безопасного хранения и транспортировки водородной энергии.
Керамические конденсаторы. Легирование оксидом самария позволяет увеличить диэлектрическую проницаемость керамики, снизить диэлектрические потери и подходит для высокочастотных-цепей и импульсных систем питания.

Развивающиеся области: на переднем крае технологических прорывов

 

С развитием технологий постепенно появляются потенциальные возможности применения самария в стелс-материалах, сверхпроводниковых технологиях и других областях.

Материал-невидимка: метаматериалы на основе Самариу могут регулировать радиолокационные волны и инфракрасное излучение, обеспечивая двухдиапазонную скрытность радиолокационного инфракрасного излучения для истребителей/кораблей, преодолевая ограничения полосы пропускания традиционных поглощающих материалов.
Сверхпроводящая технология: некоторые соединения самария проявляют сверхпроводимость при низких температурах, обеспечивая материальную основу для поездов на магнитной подвеске и квантовых вычислений.

Гиперзвуковая ракета: оксид самариу в виде жаростойкой-керамической добавки способен защитить термозащитный слой ракеты от повреждений при скорости полета 5 Маха.

 

Самариу, обладающий уникальными физическими и химическими свойствами, стал «мостом», соединяющим традиционную промышленность с передовыми-технологиями. От высокотемпературных постоянных магнитов до стержней управления ядерными реакторами, от лекарств от боли при раке до лазерных кристаллов — применение самария охватывает множество аспектов человеческого общества. Благодаря стратегическому контролю Китая и технологической модернизации редкоземельных ресурсов глобальная цепочка поставок Самариу будет продолжать развиваться, а его доминирующее положение в ключевых областях будет еще больше укрепляться. В будущем, благодаря прорывам в новых областях, таких как стелс-материалы и сверхпроводящие технологии, потенциальная ценность самария будет раскрыта более полно.

Для подготовкичистый самарийМеталлический самарий можно получить восстановлением оксида самария барием или лантаном.

Метод восстановительной перегонки оксида Самариу: Преимущество метода восстановительной перегонки заключается в том, что оксиды редкоземельных элементов непосредственно используются в качестве сырья, а процессы восстановления и дистилляции проводятся одновременно, что упрощает процесс. Чистота получаемых металлических изделий высокая. Кроме того, остаток восстановительной перегонки также представляет собой оксид редкоземельного элемента, который можно переработать.

Потому что самарий имеет высокое давление пара, а давление пара восстановителя лантана низкое. La: при 1754 градусах давление пара составляет 1,33 Па; при 2217 градусах давление пара составляет 133,32 ПаСм; при 722 градусах давление пара составляет 1,33 Па; при 964 градусах давление пара составляет 133,32 Па; поэтому методом редукционной перегонки оксидов лантана можно получить металлический самарий: 2La(ж)+Sm2O3(т) 1600La2O3(т)+2Sm (г). Самариу, образующийся в ходе реакции, можно удалить из реактора путем улетучивания, что может способствовать завершению реакции.

В процессе восстановительной перегонки нагревайте оксид самария на воздухе при температуре 800 градусов в течение 15 часов, чтобы устранить возможное поглощение H2O и CO2. Обработайте расплавленный металлический лантан при температуре 1800 градусов на металлическую стружку. Смешайте 550 г прокаленного Sm2O3 и 540 г металлической стружки La [превышение 15% (массовая доля)] и пропустите через прессование слитка (9,8-49) × 107 Па], поместите в тигель Ta диаметром 6,4 см и длиной 25,4 см и прикрепите к верхней части тигля конденсатор Ta диаметром 20 см и перегородку Ta, чтобы предотвратить избыток частицы оксида не удаляются. Поместите устройство в высокотемпературную зону вакуумной индукционной печи. При вакуумировании системы до давления менее 0,1Па она начинает нагреваться. Через 2 часа она поднимается до максимальной температуры 1600 градусов и остается при этой температуре еще 2 часа. Важно повышать температуру медленно, потому что, если температура повысится слишком быстро, La расплавится и стечет на дно тигля, влияя на контакт реагентов. Восстановленный металл отгоняется из зоны реакции и конденсируется в конденсаторе. Можно получить около 465 г самариу с выходом 98%. Когда температура конденсатора составляет 300–500 градусов, конденсированный металл имеет крупные кристаллические частицы и стабилен на воздухе. Однако когда температура конденсации низкая, конденсированные металлические частицы являются мелкими и легко воспламеняются в воздухе. Чистота продукта одной восстановительной перегонки может достигать 99,5% и более, но он все равно содержит сотни La, O и H порядка 10-6. Эти примеси можно дополнительно уменьшить после повторной перегонки или сублимации. Температура сублимации составляет 800 градусов, а температура конденсации ~ 500 градусов. Тигель, используемый для восстановительной перегонки, можно использовать при сублимации. Однако тигель следует заранее протравить кислотой и дегазировать в вакууме при температуре 1800 градусов.

Процесс открытия:чистый самарий— один из элементов лантаноидов (принадлежащих к редкоземельным элементам), которые запутывали и сбивали с толку химиков XIX века. Его история началась с открытия церия в 1803 году.

Предполагается, что церий содержит другие металлы. Карл Мосандер утверждал, что получил из него лантан и дидим в 1839 году, но дидим на самом деле представляет собой смесь празеодима и неодима. В 1879 году Поль Лекок де Буабодран снова извлек дидим из ниобий-иттриевых руд. Позже он приготовил раствор азотной кислоты дидимия и добавил гидроксид аммония. Установлено, что осадок формировался в два этапа. Он сконцентрировался на первом отложении, измерил его спектр и пришел к выводу, что это новый элемент самарий. (На самом деле европий был найден в самарии в 1901 году.)

Распределение минералов: сосуществует с другими редкоземельными элементами в монацитовом песке. Содержащиеся в монаците редкоземельные элементы, а также кальций и торий распространены в речных песках Индии и Бразилии и прибрежных речных песках Флориды. Массовая доля редкоземельных элементов в монацитовом песке обычно составляет 50 %, из них на долю самария приходится 2,8 %. Кроме того, самарий также присутствует в бастнезите, который в основном распространен в южной Калифорнии. Технология ионного обмена необходима для отделения самария от его минералов.

горячая этикетка : чистый самарий cas 7440-19-9, поставщики, производители, завод, опт, купить, цена, оптом, продажа