Samariu pur CAS 7440-19-9

Samariu pureste un element metalic cu simbolul chimic Sm și numărul atomic 62. Acesta este un metal alb argintiu de duritate medie, care este ușor de oxidat în aer. Ca o componentă tipică a seriei de lantanide, samariul presupune de obicei starea de oxidare a +3. SmO, SmS, SmSe și SmTe sunt cei mai comuni compuși ai samariului (II). Samariul nu are un efect biologic semnificativ, doar o ușoară toxicitate. Coexistă cu alte elemente de pământuri rare în nisip monazit. Elementele pământurilor rare conținute în monazit, precum și calciul și toriu, sunt distribuite în nisipurile râurilor din India și Brazilia și în nisipurile râurilor de coastă din Florida. Fracția de masă a elementelor pământurilor rare din nisipul monazit este de obicei de 50%, din care samariul reprezintă 2,8%. În plus, samariul există și în bastnaesite, care este distribuită în principal în sudul Californiei. Tehnologia schimbului de ioni este necesară pentru a separa samariul de mineralele sale.

Samariu pur, ca membru important al familiei elementelor pământurilor rare, a demonstrat o valoare de aplicare de neînlocuit în mai multe domenii datorită proprietăților sale fizice și chimice unice.

Materiale cu magnet permanent: performanța dominantă în medii cu temperatură înaltă{0}

 

Magnetul permanent de cobalt samariu (SmCo) este un pionier în materialele cu magneti permanenți din pământuri rare, cu proprietăți magnetice pe locul doi numai după borul de fier neodim. Cu toate acestea, are avantaje semnificative în ceea ce privește stabilitatea la temperaturi ridicate, rezistența la demagnetizare și rezistența la coroziune.

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). Temperatura sa maximă de lucru atinge 350 de grade, iar unele modele pot rezista la medii extreme de 538 de grade. Rata de schimbare magnetică este mai mică de 0,03%/grad, asigurând fiabilitatea sistemelor de precizie la diferențe de temperatură.

 

Aplicații militare:
Avion de luptă F-35: Fiecare aeronavă necesită 23 de kilograme de magneți de samariu-cobalt pentru a conduce sistemele servo radar și motoare de înaltă temperatură (capabile să reziste la 538 de grade), asigurând un control precis în condiții extreme de lucru. Magneții din neodim fier bor nu pot fi înlocuiți din cauza problemelor de atenuare magnetică la temperaturi ridicate.
Sistem de ghidare a rachetelor: magnetul de samariu-cobalt antrenează motorul conic al focosului, menținând stabilitatea magnetică în mediul de frecare la-înaltă temperatură generat de zborul supersonic. Caracteristicile sale anti interferențe electromagnetice asigură fiabilitatea semnalelor de ghidare laser/infraroșu.

 

Submarin nuclear: Sistemul de detectare a sonarului submarinului nuclear din clasa Virginia se bazează pe magneți de samariu-cobalt pentru a capta undele sonore slabe, iar motorul de propulsie folosește magneți de samariu pentru a obține o funcționare silențioasă, evitând expunerea caracteristicilor magnetice.
Aplicații industriale: în domenii precum navigația prin satelit, tuburile de-înaltă frecvență, echipamentele cu microunde etc., magneții de samariu-cobalt oferă câmpuri magnetice stabile pentru a asigura acuratețea sistemului. De exemplu, instrumentele de poziționare ale navei spațiale Apollo 11 au folosit magneți de samariu-cobalt pentru a se adapta la mediul cu temperatură extrem de scăzută al Lunii.

Industria nucleară: supapă de control pentru utilizarea în siguranță a fisiunii nucleare

 

Izotopul samariului-149 (Sm-149) al samariului are o secțiune transversală extrem de mare de captare termică a neutronilor (42000 bar) și este un material cheie de control pentru reactoarele nucleare.

Absorbția neutronilor: Sm-149 reglează viteza reacțiilor nucleare prin absorbția neutronilor, prevenind reacțiile în lanț necontrolate. Capacitatea sa de absorbție depășește cu mult materialele tradiționale precum cadmiul, iar performanța sa este stabilă la temperaturi ridicate.
Material structural: aliajul de samariu poate fi utilizat pentru fabricarea straturilor de ecranare a reactoarelor, blocând eficient razele gamma și radiațiile neutronice, protejând personalul și mediul.

Semnificație strategică: după ce China a impus controale la export pe pământuri rare, cum ar fi samariu, linia de producție americană F-35 a blocat din cauza lipsei magneților de samariu-cobalt, iar modernizarea submarinelor nucleare a fost amânată, expunând vulnerabilitatea lanțului de aprovizionare militar occidental. Rezerva de pământuri rare de 500 de tone a Pentagonului este suficientă doar pentru situații de urgență pe termen scurt, evidențiind valoarea strategică a samariului în domeniul siguranței energiei nucleare.

Domeniul medical: „arma de precizie” pentru tratamentul durerii canceroase

 

Izotopul radioactiv samariu-153 (Sm-153) al samariului joacă un rol crucial în imagistica medicală și tratamentul cancerului.

Injecție Lai Xijue Nan Samarium: Folosită pentru a trata durerea cauzată de metastazele osoase osteogene, particulele beta emise pot viza și distruge celulele canceroase, reducând în același timp deteriorarea țesuturilor normale. Statisticile clinice arată că rata de ameliorare a durerii a medicamentului pentru metastazele osoase ale cancerului de sân, cancerului pulmonar și cancerului de prostată este de peste 80%.
Imagistica medicală: Sm-153 servește ca un trasor pentru a localiza metastazele tumorale prin scanarea osoasă, ajutând medicii să dezvolte planuri precise de tratament.
Avantaj tehnic:Samariu purcompușii pot rezista la temperaturi ridicate peste 700 de grade fără a pierde magnetismul, asigurând stabilitatea medicamentelor în timpul preparării și depozitării.

Optică și materiale electronice: „Aditivi” pentru îmbunătățiri funcționale

 

Compușii de samarium promovează inovația tehnologică în domeniile opticii și electronicii prin îmbunătățirea proprietăților materialelor.

Material laser: cristalul granat de ytriu aluminiu dopat cu samariu (Sm: YAG) este componenta centrală a laserelor cu stare solidă-, iar lungimea de undă a laserului emisă de 1,06 μm este potrivită pentru arme medicale, industriale și cu energie direcționată militar. Dopajul samariu poate îmbunătăți eficiența laserului cu mai mult de 30%.
Sticla optică: Adăugarea de oxid de samariu (Sm ₂ O3) poate crește indicele de refracție (peste 1,8) și rezistența la uzură a sticlei, dotând în același timp sticla cu proprietăți speciale de fluorescență galbenă, care sunt utilizate pentru fabricarea de instrumente optice de-înaltă precizie, cum ar fi microscoape și telescoape.
Ceramica piezoelectrică: Oxidul de Samariu ca aditiv poate îmbunătăți sinterizarea și densitatea ceramicii, producând efecte piezoelectrice adecvate și este utilizat pe scară largă în domenii precum senzorii și traductoarele cu ultrasunete.

Industria de cataliză și ceramică: amplificatori pentru îmbunătățirea eficienței

 

Compușii Samariu prezintă performanțe catalitice eficiente în reacțiile chimice și fabricarea ceramicii.

Rafinarea petrolului: catalizatorii pe bază de Samariu pot promova cracarea petrolului greu, pot crește randamentul benzinei cu 10% -15% și pot reduce emisiile de oxid de sulf.
Stocarea energiei cu hidrogen: aliajul de lantan nichel (conținând samariu) poate absorbi o cantitate mare de hidrogen gazos pentru a forma hidruri metalice, ceea ce este de așteptat să rezolve problema depozitării și transportului în siguranță a energiei hidrogenului.
Condensatoare ceramice: dopajul cu oxid de samariu poate crește constanta dielectrică a ceramicii, poate reduce pierderile dielectrice și este potrivit pentru circuite de-înaltă frecvență și sisteme de alimentare cu impulsuri.

Domenii emergente: fruntea descoperirilor tehnologice

 

Odată cu dezvoltarea tehnologiei, potențialele aplicații ale samariului în materiale ascunse, tehnologia supraconductoare și alte domenii apar treptat.

Material ascuns: metamaterialele bazate pe Samariu pot regla undele radar și radiația infraroșu, obținând stealth în bandă dublă în infraroșu radar pentru avioanele de luptă/nave, depășind limitele lățimii de bandă ale materialelor tradiționale absorbante.
Tehnologia supraconductoare: anumiți compuși ai samariului prezintă supraconductivitate la temperaturi scăzute, oferind o bază materială pentru trenurile maglev și calculul cuantic.

Rachetă hipersonică: oxidul de Samariu, ca aditiv ceramic-rezistent la temperaturi ridicate, poate proteja stratul de protecție termică al rachetei de deteriorare la o viteză de zbor de 5 Mach.

 

Samariu, cu proprietățile sale fizice și chimice unice, a devenit o „punte” care leagă industria tradițională cu tehnologia-de vârf. De la magneți permanenți la temperatură înaltă la tije de control al reactoarelor nucleare, de la medicamente pentru tratamentul durerii canceroase la cristale laser, aplicarea samariului trece prin mai multe dimensiuni ale societății umane. Odată cu controlul strategic al Chinei și modernizarea tehnologică a resurselor de pământuri rare, modelul lanțului global de aprovizionare al Samariu va continua să evolueze, iar poziția sa dominantă în domenii cheie va fi consolidată în continuare. În viitor, cu descoperiri în domenii emergente, cum ar fi materialele ascunse și tehnologia supraconductoare, valoarea potențială a samariului va fi mai deplin dezlănțuită.

Pentru preparareasamariu pur, samariul metalic poate fi preparat prin reducerea oxidului de samariu cu bariu sau lantan.

Metoda de distilare prin reducere a oxidului de Samariu: Avantajul metodei de distilare prin reducere este că oxizii de pământuri rare sunt utilizați direct ca materii prime, iar procesele de reducere și distilare sunt efectuate simultan, simplificând astfel procesul. Puritatea produselor metalice obținute este ridicată. În plus, reziduul de la distilarea prin reducere este, de asemenea, un oxid de pământ rar, care poate fi reciclat.

Deoarece samariul are o presiune mare de vapori, în timp ce presiunea de vapori a lantanului reductor este scăzută. La: la 1754 grade , presiunea vaporilor este de 1,33 Pa; la 2217 grade, presiunea vaporilor este de 133,32 PaSm; la 722 de grade, presiunea vaporilor este de 1,33 Pa; la 964 de grade, presiunea vaporilor este de 133,32 Pa; prin urmare, metoda de distilare prin reducere a lantanului a oxizilor poate fi utilizată pentru a prepara samariul metalic: 2La (l)+Sm2O3 (s) 1600La2O3 (s)+2Sm (g). Samariu-ul produs în reacție poate fi îndepărtat din reactor prin volatilizare, ceea ce poate favoriza reacția completă.

În procesul de distilare prin reducere, încălziți oxidul de samariu în aer la 800 de grade timp de 15 ore pentru a elimina posibila absorbție de H2O și CO2. Strungați lantanul de metal topit la 1800 de grade în așchii de metal. Se amestecă 550 g de Sm2O3 calcinat și 540 g de așchii de metal La [exces de 15% (fracție de masă)] și se trece prin presarea lingoului (9,8-49) × 107Pa] se pune într-un creuzet Ta cu un diametru de 6,4 cm și o lungime de 25,4 cm, și o tasta superioară de 20 cm. parte a creuzetului pentru a preveni eliminarea particulelor excesive de oxid. Puneți dispozitivul în zona de temperatură înaltă a cuptorului cu inducție în vid. Când sistemul este evacuat la o presiune mai mică de 0,1 Pa, acesta începe să se încălzească. După 2 ore, se ridică la temperatura maximă de 1600 de grade și rămâne la această temperatură încă 2 ore. Este important să creșteți încet temperatura, deoarece dacă temperatura crește prea repede, La se va topi și se va curge la fundul creuzetului, afectând contactul reactanților. Metalul redus este distilat din zona de reacție și condensat pe condensator. Se pot obține aproximativ 465g de samariu cu un randament de 98%. Când temperatura condensatorului este de 300 ~ 500 de grade, metalul condensat are particule cristaline mari și este stabil în aer. Cu toate acestea, atunci când temperatura de condensare este scăzută, particulele de metal condensate sunt fine și inflamabile în aer. Puritatea produsului dintr-o distilare de reducere poate ajunge la 99,5% sau mai mult, dar conține totuși sute de La, O și H de ordinul 10-6. Aceste impurități pot fi reduse în continuare după redistilare sau sublimare. Temperatura de sublimare este de 800 de grade, iar temperatura de condensare este de ~ 500 de grade. Crezetul folosit pentru distilarea prin reducere poate fi folosit în sublimare. Cu toate acestea, creuzetul trebuie murat cu acid în prealabil și degazat sub vid la 1800 de grade.

Procesul de descoperire:samariu pureste unul dintre elementele lantanide (aparținând elementelor pământurilor rare), care i-au încurcat și i-au derutat pe chimiști în secolul al XIX-lea. Istoria sa a început odată cu descoperirea ceriului în 1803.

Se presupune că ceriul conține alte metale. Carl Mosander a susținut că a obținut lantan și didim din el în 1839, dar didimiul este de fapt un amestec de praseodim și neodim. În 1879, Paul ¦ mile Lecoq de Boisbaudran a extras din nou didimiul din minereurile de niobiu itriu. Mai târziu, a făcut soluția de acid azotic didim și a adăugat hidroxid de amoniu. S-a constatat că sedimentul s-a format în două etape. S-a concentrat asupra primului depozit și i-a măsurat spectrul și a concluzionat că era un nou element samariu. (De fapt, europiul a fost găsit în samariu în 1901)

Distribuția minerală: coexistă cu alte elemente de pământuri rare în nisip monazit. Elementele pământurilor rare conținute în monazit, precum și calciul și toriu, sunt distribuite în nisipurile râurilor din India și Brazilia și în nisipurile râurilor de coastă din Florida. Fracția de masă a elementelor pământurilor rare din nisipul monazit este de obicei de 50%, din care samariul reprezintă 2,8%. În plus, samariul există și în bastnaesite, care este distribuită în principal în sudul Californiei. Tehnologia schimbului de ioni este necesară pentru a separa samariul de mineralele sale.

Tag-uri populare: samarium pur cas 7440-19-9, furnizori, producători, fabrică, en-gros, cumpărare, preț, vrac, de vânzare