Yttriumpulver CAS 7440-65-5

Yttriumpulver, ein graues schwarzes Metall mit dem chemischen Symbol y, war das erste entdeckte Seltenerdmetallelement. CAS 7440-65-5, Summenformel Y ist duktil, kann mit heißem Wasser reagieren, ist in verdünnter Säure leicht löslich und kann zu Spezialglas und Legierungen verarbeitet werden. Die Reinheit von industriell hergestelltem Yttrium beträgt im Allgemeinen nicht weniger als 93,4 %, und seine Hauptverunreinigungen sind andere Seltenerdelemente mit einem Gehalt von 3,8 %, darunter 1,6 % Kalzium; Eisen 0,05 %; Kupfer 0,1 %; Tantal oder Wolfram 1 %. Es kann auch Yttrium mit einer Reinheit von mindestens 99,8 % hergestellt werden. Die Hauptverunreinigungen in hochreinem Yttrium sind nach wie vor Seltenerdelemente. Es ist an der Luft sehr instabil und seine Metallspäne können an der Luft über 400 Grad brennen. Yttriummetall bildet Yttriumnitrid (YN), wenn es in Stickstoffgas auf 1000 Grad erhitzt wird. Konzentrierte Salpetersäure und Flusssäure korrodieren Yttrium nicht schnell, andere starke Säuren können jedoch Yttrium schnell korrodieren und Yttriumsalze bilden. Bei Temperaturen über 200 Grad kann Yttrium mit verschiedenen Halogenen Trihalogenide bilden, beispielsweise Yttriumtrifluorid (YF3), Yttriumtrichlorid (YCl3) und Yttriumtribromid (YBr3). Kohlenstoff, Phosphor, Selen, Silizium und Schwefel können bei hohen Temperaturen auch binäre Verbindungen mit Yttrium bilden.

Yttriumpulver, ein graues schwarzes Metall mit dem chemischen Symbol y, war das erste entdeckte Seltenerdmetallelement. CAS 7440-65-5, Summenformel Y ist duktil, kann mit heißem Wasser reagieren, ist in verdünnter Säure leicht löslich und kann zu Spezialglas und Legierungen verarbeitet werden. Die Reinheit von industriell hergestelltem Yttrium beträgt im Allgemeinen nicht weniger als 93,4 %, und seine Hauptverunreinigungen sind andere Seltenerdelemente mit einem Gehalt von 3,8 %, darunter 1,6 % Kalzium; Eisen 0,05 %; Kupfer 0,1 %; Tantal oder Wolfram 1 %. Es kann auch Yttrium mit einer Reinheit von mindestens 99,8 % hergestellt werden. Die Hauptverunreinigungen in hochreinem Yttrium sind nach wie vor Seltenerdelemente. Es ist an der Luft sehr instabil und seine Metallspäne können an der Luft über 400 Grad brennen. Yttriummetall bildet Yttriumnitrid (YN), wenn es in Stickstoffgas auf 1000 Grad erhitzt wird. Konzentrierte Salpetersäure und Flusssäure korrodieren Yttrium nicht schnell, andere starke Säuren können jedoch Yttrium schnell korrodieren und Yttriumsalze bilden. Bei Temperaturen über 200 Grad kann Yttrium mit verschiedenen Halogenen Trihalogenide bilden, beispielsweise Yttriumtrifluorid (YF3), Yttriumtrichlorid (YCl3) und Yttriumtribromid (YBr3). Kohlenstoff, Phosphor, Selen, Silizium und Schwefel können bei hohen Temperaturen auch binäre Verbindungen mit Yttrium bilden.

Yttrium ist ein Seltenerdelement. Zu den Seltenerdelementen zählen Scandium, Yttrium und alle Lanthanoidelemente. Aufgrund ihres geringen Anteils in der Erdkruste ähneln ihre Oxide den Eigenschaften natürlicher Elemente wie Kalziumoxid, weshalb sie benannt werden. Aufgrund der verstreuten Verteilung der Seltenerdelemente handelt es sich häufig um eine ungeordnete Mineralisierung, und ihre Eigenschaften sind einander sehr ähnlich, so dass es schwierig ist, sie zu finden, zu trennen und zu analysieren. Yttrium und Cer, ein weiteres Seltenerdelement, sind zwei Elemente mit großem Anteil in der Erdkruste und wurden daher zuerst in Seltenerdelementen gefunden. Norwegen und Schweden in Skandinavien in Nordeuropa sind reich an Seltenerdmineralien, daher wurden diese beiden Elemente erstmals in dieser Gegend entdeckt.

Yttriumpulverist ein weiches, glänzendes silberweißes Übergangsmetall, das zur Gruppe 3 des Periodensystems gehört und das erste Element im D-Bereich der fünften Periode ist. Der Kristall gehört zum hexagonalen System. Blockiertes reines Yttrium bildet an der Luft eine schützende Oxidschicht (Y2O3) auf seiner Oberfläche und dieser „Passivierungsprozess“ macht es relativ stabil. Bei Erhitzung auf 750 Grad in Dampf kann die Dicke der Schutzschicht 10 Mikrometer erreichen. Yttrium kann unlösliche Fluoride, Hydroxide und Oxalate sowie wasserlösliche Bromide, Chloride, Jodide, Nitrate und Sulfate bilden. Aufgrund dieser Eigenschaft gibt es Anwendungen in mehreren Bereichen.

1. Industriell

 

Yttrium hat ein breites Spektrum an industriellen Anwendungen. Es kann als Yttrium-Leuchtstoff zur Erzeugung roter Farbe auf Fernsehbildschirmen verwendet werden und wird auch als Filter für bestimmte Strahlen, Supraleiter, Superlegierungen und Spezialglas verwendet. Yttrium ist hitzebeständig und korrosionsbeständig und kann als Hüllmaterial für Kernbrennstoffe verwendet werden. Yttrium kann mit verschiedenen Aminocarbonsäureliganden stabile Chelate bilden; Yttrium-Aluminium-Granat mit Neodym ist ein ausgezeichnetes Lasermaterial, Yttrium-Eisen-Granat ist ein ausgezeichnetes Lasermaterial und Yttrium-Eisen-Granat und Yttrium-Aluminium-Granat sind neue magnetische Materialien.

 

Die Zugabe einer kleinen Menge Yttrium (0,1 % bis 0,2 %) kann die Korngröße von Chrom, Molybdän, Titan und Zirkonium reduzieren und ihre umfassenden mechanischen Eigenschaften in Bezug auf Festigkeit, Plastizität, Zähigkeit und andere Aspekte verbessern. [9] Durch die Zugabe von Yttrium zu Legierungen kann auch die Materialfestigkeit von Aluminium- und Magnesiumlegierungen verbessert werden, wodurch sie widerstandsfähig gegen Hochtemperatur-Rekristallisation werden, die Schwierigkeit von Verarbeitungsverfahren verringert und ihre Beständigkeit gegen Hochtemperatur-Oxidation erheblich verbessert wird.

2. Medizinisch

 

Yttrium 90 ist ein Radioisotop, das in Krebsmedikamenten wie Edotriptid und Teimomab verwendet wird und zur Behandlung von Lymphomen, Leukämie, Eierstockkrebs, Darmkrebs, Bauchspeicheldrüsenkrebs, Knochenkrebs usw. eingesetzt werden kann. Das Medikament bindet an monoklonale Antikörper und bindet an Krebszellen, wodurch es durch starke Betastrahlung von Yttrium-90 zu Mutationen in der DNA von Krebszellen kommt. Nach einer Halbwertszeit der Strahlenexposition verhindern die biologischen Kloneigenschaften, dass die DNA der Krebszelle weiter transkribiert und reproduziert wird.

 

Im Allgemeinen gilt sie als erfolgreiche Behandlung und erfordert einen Beobachtungszeitraum von etwa 3-6 Monaten. Allerdings gehört Yttrium-90 immer noch zu den lokalen Strahlentherapien und kann bei behandelten Patienten immer noch zu unvorhersehbaren Schäden, wie etwa akutem Leberversagen, führen.
Mit Yttrium-90 hergestellte Nadeln können präziser sein als Präpariermesser und können zum Durchtrennen von Schmerznerven im Rückenmark verwendet werden. Yttrium 90 kann auch bei der Synovektomie entzündeter Gelenke, insbesondere im Kniebereich, zur Behandlung rheumatoider Arthritis eingesetzt werden.

3. Supraleiter

 

Im Jahr 1987 entwickelten die University of Alabama und die University of Houston Yttrium-Barium-Kupferoxid-Supraleiter (YBa2Cu3O7, auch bekannt als YBCO oder 1-2-3). Es kann bei einer Temperatur von 93 K betrieben werden, was höher ist als der Siedepunkt von flüssigem Stickstoff (77,1 K). Andere Supraleiter müssen zur Kühlung teureres flüssiges Helium verwenden, sodass diese Entdeckung die Kosten senken kann.
In Tianjin wurde mit dem Bau von Chinas Hochtemperatur-Supraleiterkabelprojekt der zweiten -Generation auf Yttriumbasis begonnen, und die Entwicklung eines neuen Typs von Yttriumsilikat-Lu-Kristallen war erfolgreich. Bedeutende Durchbrüche wurden bei der Erforschung von mit Neodym dotierten lasertransparenten Lanthan-Yttriumoxid-Keramiken erzielt.

Entdeckungsgeschichte: 1787 stieß Karl Arrhenius in einem alten Steinbruch in Ytterby bei Stockholm (Schweden) auf einen ungewöhnlichen schwarzen Stein. Er dachte, er hätte ein neues Wolframerz gefunden und übergab die Probe dann an Johan Gadolin, der in Finnland lebt. Im Jahr 1794 gab Gadolin bekannt, dass es eine neue „Erde“ enthielt, die 38 % seines Gewichts ausmachte. Es wird „Erde“ genannt, weil es sich um Yttriumoxid, Y2O3, handelt, das nach dem Erhitzen mit Holzkohle nicht weiter reduziert werden kann.

Dieses Metall selbst wurde 1828 von Friedrich Wöhler durch die Reaktion von Yttriumchlorid mit Kalium unabhängig hergestellt. Allerdings sind in Yttrium noch andere Elemente verborgen.

Im Jahr 1843 untersuchte Carl Mosander Yttriumoxid genauer und stellte fest, dass es aus drei Oxiden bestand: Yttriumoxid, das weiß war; Terbiumoxid, gelb; Und Erbiumoxid, das rosarot ist.

Die Fülle anYttriumpulverin der Erdkruste beträgt etwa 31 Teile pro Million und liegt damit an 28. Stelle aller Elemente und 400-mal höher als der von Silber. Es ist eines der am häufigsten vorkommenden Seltenerdelemente und kommt hauptsächlich in kieselsäurehaltigem Beryllium-Yttrium-Erz, schwarzem Seltenerd-Erz und Phosphorit sowie in Monazit- und Fluorkohlenwasserstoff-Abfällen vor, kommt jedoch nie als einzelnes Element vor. Yttrium kommt immer noch in Kernspaltungsprodukten vor, und alles in der Natur vorkommende Yttrium ist das stabile Isotop Yttrium-89. Hauptsächlich in Ländern wie China, den Vereinigten Staaten, Australien, Indien, Malaysia und Brasilien vertrieben, wobei sich über 40 % auf China konzentrieren.
Für Yttrium ist keine biologische Verwendung bekannt, es kommt jedoch in geringen Mengen in fast allen lebenden Organismen vor. Yttrium reichert sich hauptsächlich in Leber, Nieren, Milz, Lunge und Knochen an. Im menschlichen Körper befinden sich etwa 0,5 Milligramm Yttrium. In essbaren Pflanzen liegt der Yttriumgehalt zwischen 20 und 100 Teilen pro Million (Frischgewicht), wobei Kohl den höchsten Gehalt aufweist. Der Gehalt in Holzpflanzensamen beträgt 700 Teile pro Million, was den höchsten bekannten Gehalt in Pflanzen darstellt.

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