Редкоземельный металл и др.
- от объёма, заполните заявку
Поставляем редкоземельные металлы, заполните заявку.
Редкоземельные металлы (РЗМ) — группа из 17 химических элементов III группы периодической системы: скандий (Sc), иттрий (Y) и 15 лантаноидов. Несмотря на название, эти элементы не являются редкими — их суммарное содержание в земной коре составляет более 100 г/т. Название связано с тем, что РЗМ образуют тугоплавкие, практически нерастворимые в воде оксиды, которые в начале XIX века называли «землями».
Все редкоземельные элементы — металлы серебристо-белого цвета со сходными химическими свойствами. Характерная степень окисления — +3. РЗМ обладают высокой химической активностью и при хранении окисляются на воздухе, поэтому их хранят в парафине или под слоем масла.
Классификация редкоземельных элементов
РЗЭ традиционно разделяют на две подгруппы по растворимости двойных сульфатов с сульфатами натрия или калия:
Лёгкие РЗЭ (цериевая группа)
| Элемент | Символ | Атомный номер | Особенности |
|---|---|---|---|
| Лантан | La | 57 | Наиболее химически активный, пластичный |
| Церий | Ce | 58 | Самый распространённый РЗЭ, легко окисляется |
| Празеодим | Pr | 59 | Мягкий, ковкий, используется в сплавах |
| Неодим | Nd | 60 | Основа мощных постоянных магнитов NdFeB |
| Прометий | Pm | 61 | Радиоактивен, используется в атомных батареях |
| Самарий | Sm | 62 | Применяется в магнитах SmCo |
| Европий | Eu | 63 | Наиболее реактивный лантаноид, люминофоры |
Тяжёлые РЗЭ (иттриевая группа)
| Элемент | Символ | Атомный номер | Особенности |
|---|---|---|---|
| Гадолиний | Gd | 64 | Ферромагнетик, контрастное вещество для МРТ |
| Тербий | Tb | 65 | Магнитострикционный эффект, мощные магниты |
| Диспрозий | Dy | 66 | Сохраняет магнитные свойства при нагреве |
| Гольмий | Ho | 67 | Наивысший магнитный момент среди элементов |
| Эрбий | Er | 68 | Оптоволоконные усилители, лазеры |
| Тулий | Tm | 69 | Портативные рентгеновские аппараты |
| Иттербий | Yb | 70 | Низкая температура плавления (824°C) |
| Лютеций | Lu | 71 | Самый тяжёлый и труднодоступный лантаноид |
Скандий и иттрий
Скандий (Sc) — самый лёгкий РЗМ (плотность 2,99 г/см³). Ценится как легирующая добавка: добавление скандия к алюминию повышает усталостную долговечность материала на 200%. Применяется в аэрокосмической отрасли.
Иттрий (Y) — по химическим свойствам близок к тяжёлым лантаноидам (радиус атома 0,89 Å близок к гольмию). Повышает жаростойкость никеля и хрома, прочность ванадия. Применяется в производстве сверхпроводников и керамики.
Химическая активность редкоземельных металлов
Химическая активность РЗМ неодинакова:
- От скандия до лантана активность возрастает
- В ряду лантан — лютеций активность снижается
- Лантан — наиболее активный металл группы
Это обусловлено эффектом «лантаноидного сжатия» — уменьшением радиусов атомов от лантана к лютецию. При нагревании до 300–400°C РЗМ реагируют с водородом, образуя гидриды. Лантан, церий и другие лёгкие РЗЭ реагируют с водой и кислотами уже при комнатной температуре, выделяя водород.
Применение редкоземельных металлов в промышленности
| Отрасль | Элементы | Применение |
|---|---|---|
| Производство магнитов | Nd, Sm, Dy, Tb | Постоянные магниты NdFeB и SmCo для электродвигателей, генераторов |
| Электроника | La, Eu, Y, Gd | Люминофоры, диэлектрики, дисплеи |
| Стекольная промышленность | Ce, Pr, Nd | Оптическое стекло, полировка, окрашивание |
| Металлургия | Sc, Y, La, Ce | Легирование алюминия, стали, жаропрочных сплавов |
| Ядерные технологии | Gd, Sm, Eu | Поглотители нейтронов в реакторах |
| Медицина | Gd, Lu, Y | Контрастные вещества для МРТ, радиотерапия |
| Оптика и лазеры | Er, Nd, Ho, Yb | Твердотельные лазеры, оптоволоконные усилители |
| Аэрокосмическая отрасль | Sc, Y | Лёгкие жаропрочные сплавы |
Формы поставки редкоземельных металлов
Редкоземельные металлы поставляются в различных формах в зависимости от требований производства:
- Металлы высокой чистоты — слитки, гранулы, порошки (марки ЛаМ-1, СмМ-1, ГдМ-1, ДиМ-1 и др.)
- Оксиды — порошки различной степени чистоты (99–99,999%)
- Соединения — хлориды, фториды, нитраты, карбонаты
- Лигатуры и сплавы — мишметалл, ферроцерий, сплавы с алюминием и магнием
Хранение и обращение с РЗМ
Из-за высокой химической активности редкоземельные металлы требуют особых условий хранения:
- Хранение в парафине или под слоем минерального масла
- Хранение в герметичной таре в атмосфере инертного газа (аргон)
- Защита от влаги и атмосферного кислорода
- Соблюдение правил пожарной безопасности — мелкодисперсные РЗМ пирофорны
Ориентируемся в системах обозначения марок
SA 268 Grade TPXM-33 · G 4776 · FeCr60C50 · 4509 · CD3MWN · Z10(220) · Unitemp 212 · A96013 · B 122 (C 75200) · ХН60КМЮВТБР-ВД · ЭЛП-2 · EN AW-AlCu2Mg1.5Ni · B 863 Grade 15 · C97400 · 022Cr21Ni25Mo7N · BNi6062 · MIL-EN60
