Feiten over Yttrium

Mas Subramanian, hoogleraar materiaalkunde aan de Oregon State University, was het daarmee eens. “In al deze gevallen wordt yttrium gebruikt om de structuren stabiel te maken.” Subramanian en zijn team bij OSU combineerden yttrium met indium en mangaan om een levendig blauw pigment te vormen genaamd YinMn Blue. “Mangaan is echt wat het kleur gaf, maar yttrium hielp de structuur bij elkaar te houden”, vertelde hij WordsSideKick.com.

Alleen de feiten

• Atoomnummer (aantal protonen in de kern): 38
• Atoomsymbool (op periodiek systeem der elementen): Y
• Atoommassa: 88,906
• Smeltpunt: 2772 Fahrenheit (1522 graden Celsius)
• Kookpunt: 6.053 F (3.345 C)
• Dichtheid: 4,47 gram per kubieke centimeter
• Staat bij kamertemperatuur: vast

Geschiedenis

In 1787 ontdekte een Zweedse luitenant en parttime chemicus, Carl Axel Arrhenius genaamd, een ongebruikelijke zwarte rots bij het verkennen van een steengroeve bij Ytterby, een kleine stad in de buurt van de Zweedse hoofdstad Stockholm. In de veronderstelling dat hij een nieuwe mineraal dat wolfraam bevat, stuurde Arrhenius het exemplaar naar Johan Gadolin, een mineraloog en chemicus in Finland, voor analyse.

Gadolin isoleerde het yttrium in het mineraal, dat later ter ere van hem gadoliniet werd genoemd. Yttrium werd genoemd naar Ytterby.

In 1843 bestudeerde een Zweedse chemicus genaamd Carl Gustaf Mosander yttriummonsters en ontdekte dat ze drie oxiden bevatten. Destijds werden ze yttria, erbia en terbia genoemd. Ze staan nu bekend als wit yttriumoxide, geel terbiumoxide, en roze gekleurd erbiumoxide, respectievelijk. Een vierde oxide, ytterbiumoxide, werd geïdentificeerd in 1878.

Bronnen van yttrium

Hoewel yttrium werd ontdekt in Scandinavië, is het veel talrijker in andere landen. China, Rusland, India, Maleisië en Australië zijn de belangrijkste producenten van yttrium. In april 2018 ontdekten wetenschappers, naar hun mening, een enorme afzetting van zeldzame aardmetalen, waaronder yttrium, op een klein Japans eiland genaamd Minamitori Island.

Yttrium komt voor in de meeste zeldzame aardmineralen, maar is nooit in de aardkorst ontdekt als een vrijstaand element. Maangesteenten verzameld tijdens de Apollo-maanmissies bevatten yttrium. Het menselijk lichaam bevat ook yttrium in kleine hoeveelheden, meestal geconcentreerd in de lever, nieren en botten.

Gebruik van yttrium

Vóór het tijdperk van de flatscreen-tvs bevatten tv-toestellen grote kathodestraalbuizen, dit waren grote glazen buizen die beelden op het scherm projecteerde. Yttriumoxide, gedoteerd met het element europium, zorgde voor de rode kleur op miljoenen kleurentelevisietoestellen.

Yttriumoxide (yttria) wordt toegevoegd aan zirkoniumoxide (zirkoniumoxide) om een legering die de kristalstructuur van zirkoniumoxide stabiliseert, die gewoonlijk verandert met de temperatuur. ” yttria houdt de kubische structuur van zirkoniumoxide vast, waardoor een keramiek ontstaat met een uitzonderlijk hoge taaiheid die geschikt is voor gebruik bij zeer hoge temperaturen, “zei Gambogi. “Dit type keramiek wordt gebruikt in een verscheidenheid aan toepassingen, van elektronica tot thermische barrièrecoatings op straalmotoren tot medische implantaten.”

Synthetische granaten gemaakt met een yttrium-aluminiumcomposiet werden in de jaren zeventig algemeen verkocht als gesimuleerd diamanten en andere edelstenen, maar ze maakten uiteindelijk plaats voor de zirconia, zei Gambogi. Tegenwoordig worden yttrium-aluminiumgranaten (YAG) gebruikt als de kristallen die licht versterken in industriële lasers. Yttrium-ijzergranaten worden gebruikt voor microgolffilters, maar ook in radar- en communicatietechnologie.

“Hoewel yttrium in een groot aantal toepassingen wordt aangetroffen, het grootste eindgebruik is keramiek en fosfor, “vertelde Gambogi WordsSideKick.com. “Kleinere hoeveelheden worden gebruikt in de metallurgie, het polijsten van glas en additieven, en katalysatoren.… Er is ook een groot aantal elektronische toepassingen, maar zuurstofsensoren zijn een bijzonder belangrijk gebruik.”

Yttrium wordt veel gebruikt om fosforen te produceren die worden gebruikt in mobiele telefoons en grotere beeldschermen, evenals algemene verlichting. Yttrium in rode fosforen in kleurentelevisiebuizen leidde tot wijdverbreid gebruik in de jaren zestig en zeventig. Fluorescentiebuizen (lineair en compact) verbruiken aanzienlijk meer yttrium per watt dan led-lampen.

De radioactieve isotoop yttrium-90 is gebruikt bij bestralingstherapie om leverkanker en sommige andere kankers te behandelen.

Huidig onderzoek

Subramanian zei dat yttrium gemakkelijker te verwerken en goedkoper was dan veel andere elementen. Onderzoekers gebruiken yttrium in plaats van het veel duurdere platina om brandstofcellen te ontwikkelen.Wetenschappers van de Chalmers University of Technology en de Technische Universiteit van Denemarken gebruiken yttrium en andere zeldzame aardmetalen in de vorm van nanodeeltjes, waardoor op een dag de behoefte aan fossiele brandstoffen kan verdwijnen en de efficiëntie van auto’s op batterijen kan toenemen.

Op yttrium gebaseerd supergeleidingsonderzoek wordt over de hele wereld voortgezet. Er worden doorbraken gemaakt op het gebied van levitatietreinen en MRI-scans (Magnetic Resonance Imaging) in de gezondheidszorg. In 1987, toen onderzoekers van de Universiteit van Houston op zoek waren naar een metaal dat supergeleiding bij hoge temperaturen zou vergemakkelijken, veranderden ze in yttrium. Supergeleiding bij hoge temperaturen was beperkt tot minus 420 graden Fahrenheit (minus 251 graden Celsius). Natuurkundige Paul Chu en zijn team aan de Universiteit van Houston ontdekten dat een verbinding van yttrium, barium en koperoxide (bekend als Yttrium 123) supergeleiding zou kunnen vergemakkelijken bij ongeveer min 300 graden F (minus 184,4 graden C). Ze hadden een materiaal gemaakt dat gekoeld kon worden met vloeibare stikstof, wat de kosten van toekomstige supergeleidingstoepassingen aanzienlijk zou verlagen.

Subramanian werkt samen met verf- en kunststofbedrijven om meer toepassingen van YinMn-blauw te ontwikkelen. De mogelijke toepassingen zijn grotendeels te danken aan de unieke eigenschappen van yttrium. “Het” is een lichter element, dus je kunt meer volume hebben zonder gewicht toe te voegen “, zei hij. “Dat” is erg handig voor verf. Yttrium is een geweldig element. “