Fakten über Yttrium

Mas Subramanian, Professor für Materialwissenschaften an der Oregon State University, stimmte zu. „In all diesen Fällen wird Yttrium verwendet, um die Strukturen stabil zu machen.“ Subramanian und sein Team an der OSU kombinierten Yttrium mit Indium und Mangan zu einem leuchtend blauen Pigment namens YinMn Blue. „Mangan hat ihm wirklich Farbe verliehen, aber Yttrium hat dazu beigetragen, die Struktur zusammenzuhalten“, sagte er zu Live Science.

Nur die Fakten

• Ordnungszahl (Anzahl der Protonen in der Kern): 38
• Atomsymbol (im Periodensystem der Elemente): Y
• Atommasse: 88.906
• Schmelzpunkt: 2.772 Fahrenheit (1.522 Celsius)
• Siedepunkt: 6.053 F (3.345 ° C)
• Dichte: 4,47 Gramm pro Kubikzentimeter
• Zustand bei Raumtemperatur: fest

Verlauf

1787 entdeckte ein schwedischer Armeeleutnant und Teilzeitchemiker namens Carl Axel Arrhenius einen ungewöhnlichen schwarzen Felsen, als er einen Steinbruch in der Nähe von Ytterby, einer kleinen Stadt in der Nähe der schwedischen Hauptstadt Stockholm, erkundete. Er glaubte, einen neuen entdeckt zu haben Arrhenius, der wolframhaltiges Mineral enthielt, sandte die Probe zur Analyse an Johan Gadolin, einen Mineralogisten und Chemiker in Finnland.

Gadolin isolierte das Yttrium innerhalb des Minerals, das später zu seinen Ehren Gadolinit genannt wurde. Yttrium wurde nach Yttrium benannt Ytterby.

1843 untersuchte ein schwedischer Chemiker namens Carl Gustaf Mosander Yttriumproben und entdeckte, dass sie drei Oxide enthielten. Zu dieser Zeit hießen sie Yttria, Erbia und Terbia. Sie sind heute als weißes Yttriumoxid bekannt. gelbes Terbiumoxid bzw. rosafarbenes Erbiumoxid. Ein viertes Oxid, Ytterbiumoxid, wurde 1878 identifiziert.

Yttriumquellen

Obwohl Yttrium in Skandinavien entdeckt wurde, ist es in anderen Ländern weitaus zahlreicher. China, Russland, Indien, Malaysia und Australien sind die führenden Hersteller von Yttrium. Im April 2018 entdeckten Wissenschaftler auf einer kleinen japanischen Insel namens Minamitori Island eine ihrer Meinung nach massive Ablagerung von Seltenerdmetallen, einschließlich Yttrium.

Yttrium kommt in den meisten Mineralien der Seltenen Erden vor, wurde jedoch in der Erdkruste nie als freistehendes Element entdeckt. Mondgesteine, die während der Apollo-Mondmissionen gesammelt wurden, enthalten Yttrium. Der menschliche Körper enthält auch Yttrium in winzigen Mengen. Normalerweise konzentriert in Leber, Nieren und Knochen.

Verwendung von Yttrium

Vor der Ära der Flachbildfernseher enthielten Fernsehgeräte große Kathodenstrahlröhren, bei denen es sich um große Glasröhren handelte Yttriumoxid, dotiert mit dem Element Europium, lieferte die rote Farbe auf Millionen von Farbfernsehgeräten.

Yttriumoxid (Yttriumoxid) wird zu Zirkonoxid (Zirkonoxid) hinzugefügt, um es herzustellen eine Legierung, die die Kristallstruktur von Zirkonoxid stabilisiert, die sich normalerweise mit der Temperatur ändert. “ Yttriumoxid greift in die kubische Struktur von Zirkonoxid ein und erzeugt eine Keramik mit außergewöhnlich hoher Zähigkeit, die für den Einsatz bei sehr hohen Temperaturen geeignet ist „, sagte Gambogi. „Diese Art von Keramik wird in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet, von Elektronik über Wärmedämmschichten auf Strahltriebwerken bis hin zu medizinischen Implantaten.“

Synthetische Granate aus einem Yttrium-Aluminium-Verbundwerkstoff wurden in den 1970er Jahren üblicherweise simuliert verkauft Diamanten und andere Edelsteine, aber sie machten schließlich dem Zirkonia Platz, sagte Gambogi. Heutzutage werden Yttriumaluminium-Granate (YAG) als Kristalle verwendet, die das Licht in Industrielasern verstärken. Yttrium-Eisengranate werden für Mikrowellenfilter sowie in der Radar- und Kommunikationstechnologie verwendet.

„Obwohl Yttrium in einer Vielzahl von Anwendungen vorkommt, Die größten Endanwendungen sind Keramik und Leuchtstoffe „, sagte Gambogi gegenüber Live Science. „Geringere Mengen werden in der Metallurgie, beim Glaspolieren und bei Additiven sowie bei Katalysatoren verwendet. … Es gibt auch eine Vielzahl elektronischer Anwendungen, aber Sauerstoffsensoren sind eine besonders wichtige Verwendung.“

Yttrium wird häufig zur Herstellung von Leuchtstoffen verwendet die in Mobiltelefonen und größeren Bildschirmen sowie in der Allgemeinbeleuchtung verwendet werden. Yttrium in roten Leuchtstoffen in Farbfernsehröhren führte in den 1960er und 1970er Jahren zu einer weit verbreiteten Verwendung. Leuchtstoffröhren (linear und kompakt) verbrauchen deutlich mehr Yttrium pro Watt als LED-Lampen.

Das radioaktive Isotop Yttrium-90 ist verwendet in der Strahlentherapie zur Behandlung von Leberkrebs und einigen anderen Krebsarten.

Aktuelle Forschung

Subramanian sagte, dass Yttrium einfacher zu verarbeiten und kostengünstiger als viele andere Elemente sei. Zum Beispiel Forscher verwenden Yttrium anstelle des viel teureren Platins, um Brennstoffzellen zu entwickeln.Wissenschaftler der Chalmers University of Technology und der Technical University of Denmark verwenden Yttrium und andere Seltenerdmetalle in Nanopartikelform, wodurch eines Tages möglicherweise keine fossilen Brennstoffe mehr benötigt werden und die Effizienz batteriebetriebener Autos gesteigert wird.

Yttrium-basierte Supraleitungsforschung wird weltweit fortgesetzt. Im Gesundheitswesen werden Durchbrüche in Schwebezügen und Magnetresonanztomographien (MRT) erzielt. Als Forscher der Universität von Houston 1987 nach einem Metall suchten, das die Supraleitung bei hohen Temperaturen erleichtert, wandten sie sich Yttrium zu. Die Hochtemperatursupraleitung war auf minus 251 Grad Celsius begrenzt. Der Physiker Paul Chu und sein Team an der Universität von Houston entdeckten, dass eine Verbindung aus Yttrium, Barium und Kupferoxid (bekannt als Yttrium 123) die Supraleitung bei minus 184,4 Grad Celsius fördern kann. Sie hatten ein Material geschaffen, das mit flüssigem Stickstoff gekühlt werden konnte, was die Kosten zukünftiger Supraleitungsanwendungen erheblich senken würde.

Subramanian arbeitet mit Farben- und Kunststoffunternehmen zusammen, um mehr Anwendungen von YinMn-Blau zu entwickeln. Die potenziellen Verwendungszwecke sind zu einem großen Teil auf die einzigartigen Eigenschaften von Yttrium zurückzuführen. „Es ist ein leichteres Element, sodass Sie mehr Volumen haben können, ohne Gewicht hinzuzufügen“, sagte er. „Das ist sehr hilfreich für Farbe. Yttrium ist ein erstaunliches Element. „