Факты об Иттрии

Иттрий — мягкий серебристый металл

Элемент был обнаружен в конце 18 века, но только в  последние десятилетия итрий нашёл применение — в химии, физике, компьютерных технологиях, энергетике, медицине и других областях.

В Периодической таблице элементов иттрий входит в число переходных металлов. В эту группу входят серебро и железо. Переходные металлы имеют тенденцию быть сильными, но гибкими; некоторые из них, такие как медь и никель, широко используются для проводов. Иттриевые провода и стержни также используются в электронике и солнечной энергетике. Иттрий используется в лазерах, керамике, объективах камеры и десятках других предметов.

Иттрий один из редкоземельных элементов. Несмотря на своё название «редкоземельные», эти элементы довольно распространены по всему миру.

17 редкоземельных элементов включают иттрий, скандий и 15 лантаноидов (металлические элементы с атомными номерами от 57 до 71). Они стали незаменимыми при производстве сотовых телефонов и других технологий.

Однако иттрий редко используется сам по себе. Исследователи используют его в соединении иттрий-барий-медь (YBCO) высокотемпературной сверхпроводимости. Иттрий  добавляется к металлическим сплавам, чтобы повысить устойчивость к коррозии и окислению.

«Как и многие элементы, вы не найдёте иттрий в качестве элемента или соединения в общем использовании» — сказал Джозеф Гамбоги, специалист по сырьевым товарам  Информационного центра национальных минералов США Геологической службы. «Вместо этого иттрий и его соединения добавляют к другим материалам для улучшения их свойств. Всегда иттрий используется для стабилизации структур».

Просто факты про Иттрий

  • Атомное число (число протонов в ядре): 38
  • Атомный символ (в периодической таблице элементов): Y
  • Атомная масса: 88,906
  • Точка плавления: 2772 °F (1522  °C)
  • Точка кипения: 6 053 °F (3345 °C)
  • Плотность: 4,47 грамма на кубический сантиметр
  • Состояние при комнатной температуре: твёрдое вещество


В 1787 году лейтенант шведской армии, химик-любитель, Карл Аксель Аррениус обнаружил необычный чёрный камень, изучая карьер недалеко от маленького городка Иттерби, возле шведской столицы, Стокгольм. Он понял, что обнаружил новый минерал, содержащий вольфрам, и отправил образец минерала Йохану Гадолину, минералогу и химику в Финляндию, для анализа.

Гадолин изолировал иттрий внутри минерала и назвал его гадолинитом в свою честь. Но позже элемен получил имя Иттрий в честь Иттерби — места, где он был впервые найден.

В 1843 году шведский химик по имени Карл Густав Мосандер изучил образцы иттрия и обнаружил, что они содержат три оксида: их называли иттрия, эрбия, тербия. Они теперь известны как белый оксид иттрия, жёлтый оксид тербия и розовый оксид эрбия, соответственно. Четвёртый оксид, оксид иттербия, был идентифицирован в 1878 году.

Хотя иттрий открыли в Скандинавии, его гораздо больше в других странах: Китай, Россия, Индия, Малайзия, Австралия являются ведущими производителями иттрия. В апреле 2018 года учёные обнаружили  массивные месторождения редкоземельных металлов, включая иттрий, на японском острове Минамитори.

Иттрий можно найти в большинстве редкоземельных минералов, но он не существует в земной коре как самостоятельный элемент. Лунные породы, собранные на Луне во время миссий Аполлона, содержат иттрий. Человеческое тело также содержит иттрий в крошечных количествах, обычно он концентрируется в печени, почках и костях.

Использование иттрия
До эпохи телевизоров с плоским экраном телевизоры содержали большие электронно-лучевые трубки, которые были большими стеклянными и проецировали изображения на экран. Оксид иттрия, легированный элементом европия, давал красный цвет миллионам цветных телевизоров.

Если к оксиду циркония добавляют оксид иттрия, получают сплав, который стабилизирует кристаллическую структуру диоксида циркония. По сути, иттрий блокирует кубическую структуру диоксида циркония — так создаётся керамика с исключительно высокой вязкостью, которая подходит для работы при очень высоких температурах. Этот тип керамики используется в различных областях: от электроники, теплозащитных покрытий на реактивных двигателях до медицинских имплантатов.

Синтетические алмазы и гранаты, изготавливают из иттрий-алюминиевого композита. Они обычно продавались в 1970-х годах в виде имитации драгоценных камней, но в конечном итоге они уступили место цирконию. В наши дни в качестве кристаллов, которые усиливают свет в промышленных лазерах, используются иттриево-алюминиевые гранаты (YAG). Грануляторы иттрия-железа используются для микроволновых фильтров, а также для радиолокационных и коммуникационных технологий.

Малые количества иттрия используются в металлургии, полировке стекла и присадках и катализаторах. Существует также множество электронных приложений, но особенно важны кислородные датчики.

Иттрий широко используется для производства люминофоров, которые нужны в сотовых телефонах и больших экранах дисплея, а также в общем освещении. Иттрий в красных люминофорах в цветных телевизионных трубах широко использовался в 1960-х и 70-х годах. Люминесцентные лампы (линейные и компактные) используют значительно больше иттрия, чем светодиодные лампы.

Радиоактивный изотоп иттрий-90 используется в лучевой терапии для лечения рака печени и некоторых других видов рака.

Иттрий дешевле, чем многие другие элементы. Например,  иттрий используют вместо дорогой платины для разработки топливных элементов. Учёные из Университета технологий и технического университета Чалмерса используют иттрий и другие редкоземельные металлы в форме наночастиц, которые в один прекрасный день смогут исключить необходимость использования ископаемых видов топлива и повысят эффективность автомобилей с батарейным питанием.

Исследования по сверхпроводимости на основе иттрия продолжаются во всём мире. Прорывы проводятся в левитационных поездах и сканировании магнитно-резонансной томографии (МРТ) в здравоохранении. В 1987 году, когда исследователи из Университета Хьюстона искали металл, который облегчил бы сверхпроводимость при высоких температурах, они обратились к иттрию. Высокотемпературная сверхпроводимость была ограничена до минус 420 градусов по Фаренгейту (минус 251 градусов Цельсия). Физик Пол Чу и его команда из Университета Хьюстона обнаружили, что соединение оксида иттрия, бария и меди (известное как Иттрий 123) может способствовать сверхпроводимости при минус 300 °F (минус 184,46 °C). Они создали материал, который может быть охлаждён жидким азотом, что значительно снизит стоимость будущих применений сверхпроводимости.

Сплав иттрия с индием и марганцем, формирует яркий синий пигмент под названием YinMn Blue. Его используют при производстве красок и пластмассовых изделий. Потенциальное использование во многих областях связано с уникальными свойствами иттрия. Иттрий — удивительный элемент.