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钇的事实

一块钇。Tomihahndorf/Creative Commons)

钇是在18世纪晚期发现的,但只有在过去几十年中,这种柔软的银色金属才被广泛应用于化学、物理、计算机技术、能源、医学和其他领域。元素周期表上的

,钇是过渡金属之一,其中包括一些更为著名的元素,如银和铁。过渡金属往往很强,但很柔韧,这就是为什么其中一些金属,如铜和镍,广泛用于电线。钇线和钇棒也用于电子和太阳能。钇还用于激光、陶瓷、照相机镜头等几十种物品中,

钇也是稀土元素之一。尽管稀土元素有其名称,但在世界各地都相当丰富。这17种稀土元素包括钇、钪和15种镧系元素(原子序数为57到71的金属元素)。它们已成为手机制造和其他技术中不可或缺的一部分。

然而钇很少单独使用。相反,研究人员用它来形成化合物,如钇钡铜氧化物(YBCO),这有助于开创高温超导研究的新阶段。钇也被添加到金属合金中,以帮助提高耐腐蚀性和抗氧化性。“KdSPE”“KdSPS”“与许多元素一样,你不会发现钇是一种通用的元素或化合物,”美国地质调查局国家矿物信息中心的矿物商品专家Joseph Gambogi说。相反,钇及其化合物被添加到其他材料中以增强其他材料的性能。”

俄勒冈州立大学材料科学教授Mas Subramanian同意这一观点在所有这些情况下,钇被用来使结构稳定。“苏布拉曼尼亚和他在OSU的团队将钇与铟和锰结合,形成一种生动的蓝色颜料,称为银锰蓝。”“锰确实赋予了它颜色,但钇有助于将结构结合在一起,”他告诉《生活科学》,

只是事实原子序数(原子核中的质子数):38个原子符号(在元素周期表上):Y原子质量:88.906熔点:2772华氏度(1522摄氏度)沸点:6053华氏度(3345摄氏度)密度:4.47室温下每立方厘米态克数:钇的固体

电子构型和元素性质。(Greg Robson/Creative Commons,Andrei Marincas Shutterstock)历史

1787年,瑞典陆军中尉兼 ... 化学家Carl Axel Arrhenius在瑞典首都斯德哥尔摩附近小镇Ytterby附近的采石场勘探时发现了一块不寻常的黑色岩石。阿雷尼乌斯认为自己发现了一种含有钨的新矿物,于是将标本送到芬兰的矿物学家和化学家约翰·加多林(Johan Gadolin)那里进行分析。

加多林分离出了矿物中的钇,后来为了纪念他,将其命名为加多林岩。钇是以伊特比命名的。“KDSPE”KDSPs在1843,瑞典化学家Carl Gustaf Mosander研究了钇样品,发现它们含有三种氧化物。当时他们被称为伊特里亚、埃尔比亚和特比亚。它们现在被称为白色氧化钇、黄色铽氧化物和玫瑰色氧化铒。在斯堪的纳维亚发现了1878氧化钇、氧化镱,并在钇中发现了钇、钇、钇、钇等来源,在其他国家更为丰富。中国、俄罗斯、印度、马来西亚和澳大利亚是钇的主要生产国。2018年4月,科学家们在日本一个名为Minamitori岛的小岛上发现了一个包括钇在内的大量稀土金属矿床,

钇在大多数稀土矿物中都能找到,但从未在地壳中作为独立元素被发现。阿波罗登月任务期间收集的月球岩石含有钇。人体也含有钇少量的,通常集中在肝脏、肾脏和骨骼中。

在平板电视时代之前使用钇

,电视机包含大的阴极射线管,这些大的阴极射线管是在屏幕上投射图像的大玻璃管。掺有铕元素的氧化钇为数以百万计的彩色电视机提供了红色,在氧化锆(氧化锆)中加入了“KdSPE”“KdSPs”氧化钇(YTrO3),以制备一种稳定氧化锆晶体结构的合金,这种合金通常随温度而变化。本质上,氧化钇锁定了氧化锆的立方结构,创造了一种具有极高韧性的陶瓷,适合在非常高的温度下使用这种类型的陶瓷被广泛应用,从电子产品到喷气发动机上的热障涂层,再到医疗植入物。

用钇铝复合材料制成的合成石榴石在20世纪70年代通常作为模拟钻石和其他宝石出售,但最终被立方氧化锆取代,甘博吉说。如今,钇铝石榴石(YAG)被用作工业激光器中放大光的晶体。钇铁石榴石用于微波滤波器,以及雷达和通信技术。

“虽然钇在许多应用中都有发现,但最大的最终用途是陶瓷和荧光粉,”甘博吉告诉《现场科学》少量用于冶金、玻璃抛光和添加剂以及催化剂。……电子应用也很多,但氧传感器是一个特别重要的用途。”

钇被广泛用于生产手机、更大显示屏以及普通照明用的荧光粉。彩色电视机中红色荧光粉中的钇在20世纪60年代和70年代得到了广泛的应用。荧光灯管(线性和紧凑型)每瓦使用的钇明显多于led灯泡。

放射性同位素钇-90被用于治疗肝癌和其他一些癌症的放射治疗。

目前的研究

Subramanian说,钇比许多其他元素更容易使用,价格也更低。例如,研究人员正在用钇代替昂贵得多的铂来开发燃料电池。丹麦查尔默斯理工大学和技术大学的科学家们正在使用纳米形式的钇和其他稀土金属,这可能有一天消除对化石燃料的需求,提高电池驱动汽车的效率。

基于钇的超导电性研究在世界各地继续进行。悬浮列车和医疗领域的磁共振成像(MRI)扫描技术正在取得突破性进展。1987年,当休斯顿大学的研究人员在寻找一种能促进高温超导的金属时,他们转向了钇。高温超导电性被限制在零下420华氏度(零下251摄氏度)。物理学家Paul Chu和他的团队在休士顿大学发现钇、钡和氧化铜的化合物(称为钇123)可以促进超导负零下300度(零下184.4摄氏度)。他们发明了一种可以用液氮冷却的材料,这将大大降低未来超导应用的成本。

Subramanian正与涂料和塑料公司合作,开发更多用途的银锰蓝。潜在的用途在很大程度上是由于钇的独特性质。”它是一种重量较轻的元素,所以你可以在不增加重量的情况下拥有更多的体积那对画画很有帮助。钇是一种令人惊奇的元素。

额外资源

剑桥大学:超导突破可能推动洛斯阿拉莫斯国家实验室的新进展:钇美国地质调查局:Yttriu

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