Металлический гольмий ГоМ-1

Гольмий — редкоземельный металл иттриевой подгруппы лантаноидов, химический символ Ho, атомный номер 67. Природный гольмий — моноизотопный элемент: состоит исключительно из стабильного изотопа ¹⁶⁵Ho. Металл серебристо-белого цвета, пластичный, поддаётся механической обработке.

Физические свойства металлического гольмия

Ключевые физические характеристики:

Параметр	Значение
Плотность	8799 кг/м³ (8,80 г/см³)
Температура плавления	1474 °C (по ТУ 48-4-211-72)
Температура кипения	~2720 °C
Кристаллическая структура	ГПУ (гексагональная плотноупакованная), стабильна до ~1428 °C
Магнитный момент	10,6 μB — максимальный среди всех природных элементов
Температура Кюри (ферромагнетизм)	ниже 19 К (−254 °C)

При комнатной температуре гольмий является парамагнетиком. Ниже 19 К переходит в ферромагнитное состояние. По совокупности магнитной проницаемости и намагниченности насыщения гольмий превосходит все остальные элементы, что определяет его главное промышленное применение.

Марки и состав металлического гольмия

Промышленный металлический гольмий поставляется по ТУ 48-4-211-72 в трёх марках: ГоМ-1, ГоМ-2, ГоМ-3. Марки различаются предельным содержанием примесей: ГоМ-1 — наиболее чистая, ГоМ-3 — с допустимым более высоким уровнем примесей. Чистота ГоМ-1 составляет не менее 99,9% по гольмию.

Типичные примеси в ГоМ-1: эрбий, иттрий, диспрозий, железо, кальций, медь, тантал — каждая в пределах 0,005–0,04%.

Получение и дополнительная очистка

Промышленный металлический гольмий получают кальциетермическим восстановлением фторида гольмия (HoF₃). Полученный металл содержит примеси кальция и других редкоземельных элементов.

Для получения монокристаллического гольмия чистотой 99,9% и выше проводят дистилляцию в вакууме, что позволяет удалить летучие примеси. Продуктом дистилляции являются монокристаллы с контролируемой микроструктурой, применяемые в исследовательских и специальных технических целях.

Химическая стойкость и хранение

В сухом воздухе при комнатной температуре металлический гольмий устойчив. При повышенной влажности и при нагреве выше ~100 °C поверхность постепенно окисляется с образованием Ho₂O₃ желтоватого цвета. При нагревании также реагирует с галогенами и азотом.

Слитки необходимо хранить в герметичной упаковке с минимальным доступом воздуха. Стандартная упаковка — заваренные двухслойные полиэтиленовые пакеты; срок хранения в такой упаковке — до 6 месяцев.

Формы поставки металлического гольмия

Металлический гольмий поставляется в следующих формах:

• слитки (основная форма поставки);
• стержни и прутки;
• диски;
• листы;
• фольга;
• проволока.

Форма поставки определяется требованиями конкретного применения — для магнитных полюсных наконечников обычно используют слитки или диски, для легирующих присадок — прутки и проволока.

Применение металлического гольмия

Полюсные наконечники сверхсильных магнитов

Основное промышленное применение металлического гольмия — изготовление полюсных наконечников (концентраторов магнитного потока) для сверхсильных статических магнитов, в том числе сверхпроводящих систем. Исключительно высокая магнитная проницаемость и наибольшая среди всех элементов намагниченность насыщения позволяют концентрировать магнитные поля, недостижимые при использовании других материалов. Применяется гольмий сверхвысокой чистоты. Сплав гольмия с эрбием также используется в аналогичных целях.

Твердотельные лазеры Ho:YAG

Ион Ho³⁺ является активатором в твердотельных лазерах на основе алюмоиттриевого граната (Ho:YAG). Такие лазеры генерируют излучение на длине волны 2,09 мкм (средний инфракрасный диапазон), которое хорошо поглощается водой в биологических тканях. Это обеспечивает их широкое применение в хирургии — в первую очередь в урологии (литотрипсия почечных камней, операции на предстательной железе) и в офтальмологии. Ho:YAG лазеры эксплуатируются в минимально инвазивном режиме, что снижает операционную травму.

Металлургия: раскисление и дегазация

В металлургии гольмий применяется как легирующая добавка для раскисления сталей и дегазации сплавов на основе алюминия и магния. Добавление гольмия в алюминиевые сплавы резко снижает их газосодержание (водород), что уменьшает пористость и улучшает механические характеристики отливок. Стандартная форма поставки для металлургии — прутки или проволока заданного сечения для точного дозирования.

Специальные стёкла, люминофоры и керамика

Оксид гольмия Ho₂O₃ применяется как компонент специального стекла, придавая ему жёлтую окраску, а также используется для изготовления эталонных поглощающих фильтров при калибровке УФ/ВИД-спектрофотометров — благодаря острым и воспроизводимым полосам поглощения. Соединения гольмия служат активаторами люминофоров. В керамических материалах гольмий применяется как функциональная добавка в специальных составах.

Ядерная энергетика

Гольмий обладает высоким сечением захвата тепловых нейтронов. Соединения гольмия применяются в качестве выгорающего поглотителя нейтронов в ядерных реакторах, что позволяет управлять реактивностью реактора на начальном этапе кампании топлива.

Купить металлический гольмий ГоМ-1

Поставляем металлический гольмий марок ГоМ-1, ГоМ-2, ГоМ-3 по ТУ 48-4-211-72 в слитках и в прокатных формах. Отгрузка по России, от партии — по согласованию. Для получения коммерческого предложения заполните заявку на сайте или свяжитесь с менеджером.

Смотрите также: металлический гадолиний ГдМ-1 — смежный редкоземельный металл с высокой намагниченностью, поставляется в аналогичных формах.