سماريوم نقي CAS 7440-19-9

سماريوم نقيهو عنصر معدني بالرمز الكيميائي Sm وعدد ذري ​​62. وهو معدن أبيض فضي ذو صلابة متوسطة، يسهل أكسدته في الهواء. كمكون نموذجي لسلسلة اللانثانيدات، عادة ما يفترض السماريوم حالة الأكسدة +3. SmO، SmS، SmSe وSmTe هي المركبات الأكثر شيوعًا للسماريوم (II). السماريوم ليس له أي تأثير بيولوجي كبير، فقط سمية طفيفة. وهو يتعايش مع العناصر الأرضية النادرة الأخرى في رمل المونازيت. وتتوزع العناصر الأرضية النادرة الموجودة في المونازيت، وكذلك الكالسيوم والثوريوم، في رمال الأنهار في الهند والبرازيل ورمال الأنهار الساحلية في فلوريدا. عادة ما يصل الجزء الكتلي من العناصر الأرضية النادرة في رمل المونازيت إلى 50%، ويمثل السماريوم 2.8% منها. بالإضافة إلى ذلك، يوجد السماريوم أيضًا في الباستنايت، والذي يتم توزيعه في الغالب في جنوب كاليفورنيا. هناك حاجة إلى تكنولوجيا التبادل الأيوني لفصل السماريوم عن معادنه.

سماريوم نقي، باعتباره عضوًا مهمًا في عائلة العناصر الأرضية النادرة، فقد أثبت قيمة تطبيقية لا يمكن استبدالها في مجالات متعددة نظرًا لخصائصه الفيزيائية والكيميائية الفريدة.

المواد ذات المغناطيس الدائم: الأداء السائد في البيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة-.

 

يعد المغناطيس الدائم لكوبالت السماريوم (SmCo) رائدًا في المواد المغناطيسية الدائمة الأرضية النادرة، مع خواص مغناطيسية تأتي في المرتبة الثانية بعد بورون حديد النيوديميوم. ومع ذلك، فهي تتمتع بمزايا كبيرة في استقرار درجة الحرارة العالية، ومقاومة إزالة المغناطيسية، ومقاومة التآكل.

Technical characteristics: Samarium cobalt magnets are divided into two categories: SmCo ₅ series and Sm ₂ Co ₁ series. The latter has become mainstream due to its higher magnetic energy product (up to 32MGOe) and coercivity (>25 كيلو أوي). تصل درجة حرارة العمل القصوى إلى 350 درجة، ويمكن لبعض الموديلات أن تتحمل البيئات القاسية التي تصل إلى 538 درجة. معدل التغير المغناطيسي أقل من 0.03%/درجة، مما يضمن موثوقية الأنظمة الدقيقة في ظل اختلافات درجات الحرارة.

 

التطبيقات العسكرية:
الطائرة المقاتلة F-35: تحتاج كل طائرة إلى 23 كجم من مغناطيس كوبالت السماريوم لتشغيل أنظمة أجهزة الرادار والمحركات ذات درجة الحرارة العالية (القادرة على تحمل 538 درجة)، مما يضمن التحكم الدقيق في ظل ظروف العمل القاسية. لا يمكن استبدال مغناطيس البورون الحديدي النيوديميوم بسبب مشاكل التوهين المغناطيسي ذات درجة الحرارة العالية.
نظام توجيه الصواريخ: يقوم مغناطيس كوبالت السماريوم بتشغيل المحرك المخروطي للرأس الحربي، مما يحافظ على الاستقرار المغناطيسي في بيئة الاحتكاك ذات درجة الحرارة العالية- الناتجة عن الطيران الأسرع من الصوت. تضمن خصائصه المضادة للتداخل الكهرومغناطيسي موثوقية إشارات التوجيه بالليزر/الأشعة تحت الحمراء.

 

الغواصة النووية: يعتمد نظام الكشف بالسونار الخاص بالغواصة النووية من فئة فرجينيا، على مغناطيس كوبالت السماريوم لالتقاط الموجات الصوتية الضعيفة، ويستخدم محرك الدفع مغناطيس السماريوم لتحقيق التشغيل الصامت، وتجنب التعرض للخصائص المغناطيسية.
التطبيقات الصناعية: في مجالات مثل الملاحة عبر الأقمار الصناعية،-وأنابيب التردد العالي، وأجهزة الموجات الدقيقة، وما إلى ذلك، توفر مغناطيسات كوبالت السماريوم مجالات مغناطيسية مستقرة لضمان دقة النظام. على سبيل المثال، استخدمت أدوات تحديد المواقع الخاصة بمركبة أبولو 11 الفضائية مغناطيس كوبالت السماريوم للتكيف مع بيئة القمر ذات درجة الحرارة المنخفضة للغاية.

الصناعة النووية: صمام التحكم للاستخدام الآمن للانشطار النووي

 

يحتوي نظير السماريوم -149 (Sm-149) من السماريوم على مقطع عرضي لالتقاط النيوترونات حراريًا عاليًا للغاية (42000 بار) وهو مادة تحكم رئيسية للمفاعلات النووية.

امتصاص النيوترونات: ينظم SM-149 معدل التفاعلات النووية عن طريق امتصاص النيوترونات، مما يمنع التفاعلات المتسلسلة غير المنضبطة. قدرتها على الامتصاص تتجاوز بكثير المواد التقليدية مثل الكادميوم، وأداءها مستقر في درجات الحرارة العالية.
المواد الهيكلية: يمكن استخدام سبائك السماريوم لتصنيع طبقات تدريع المفاعلات، مما يؤدي إلى حجب أشعة جاما والإشعاع النيوتروني بشكل فعال، وحماية الأفراد والبيئة.

الأهمية الإستراتيجية: بعد أن فرضت الصين ضوابط التصدير على العناصر الأرضية النادرة مثل الساماريو، توقف خط إنتاج F-35 الأمريكي بسبب نقص مغناطيسات كوبالت الساماريو، وتأخر تحديث الغواصات النووية، مما كشف ضعف سلسلة التوريد العسكرية الغربية. إن احتياطي البنتاغون البالغ 500 طن من الأتربة النادرة يكفي فقط لحالات الطوارئ قصيرة المدى، مما يسلط الضوء على القيمة الاستراتيجية للسماريوم في مجال سلامة الطاقة النووية.

المجال الطبي: "السلاح الدقيق" لعلاج آلام السرطان

 

يلعب النظير المشع السماريوم -153 (Sm-153) للسماريوم دورًا حاسمًا في التصوير الطبي وعلاج السرطان.

حقن Lai Xijue Nan Samarium: يستخدم لعلاج الألم الناجم عن ورم خبيث في العظام، ويمكن لجزيئات بيتا المنبعثة منه استهداف الخلايا السرطانية وتدميرها مع تقليل الضرر الذي يلحق بالأنسجة الطبيعية. تشير الإحصاءات السريرية إلى أن معدل تخفيف الألم للدواء لعلاج ورم خبيث في العظام في سرطان الثدي وسرطان الرئة وسرطان البروستاتا يزيد عن 80٪.
التصوير الطبي: يعمل Sm-153 كأداة تتبع لتحديد موقع نقائل الورم من خلال مسح العظام، مما يساعد الأطباء على تطوير خطط علاجية دقيقة.
الميزة التقنية:سماريوم نقييمكن للمركبات أن تتحمل درجات حرارة عالية تزيد عن 700 درجة دون أن تفقد مغناطيسيتها، مما يضمن ثبات الأدوية أثناء التحضير والتخزين.

البصريات والمواد الإلكترونية: "المواد المضافة" للترقيات الوظيفية

 

تعمل مركبات السماريوم على تعزيز الابتكار التكنولوجي في مجالات البصريات والإلكترونيات من خلال تحسين خصائص المواد.

مادة الليزر: كريستال ساماريو عقيق ألومنيوم الإيتريوم المشوب (Sm: YAG) هو المكون الأساسي لأشعة الليزر ذات الحالة الصلبة-، وطول موجة الليزر المنبعث منها 1.06 ميكرومتر مناسب للمعالجة الطبية والصناعية وأسلحة الطاقة الموجهة عسكريًا. يمكن أن يؤدي تطعيم الساماريو إلى تحسين كفاءة الليزر بنسبة تزيد عن 30%.
الزجاج البصري: يمكن أن تؤدي إضافة أكسيد السماريوم (Sm ₂ O3) إلى زيادة معامل الانكسار (أعلى من 1.8) ومقاومة التآكل للزجاج، بينما يمنح الزجاج خصائص فلورية صفراء خاصة، والتي تستخدم في تصنيع -أدوات بصرية عالية الدقة مثل المجاهر والتلسكوبات.
السيراميك الكهرضغطي: يمكن لأكسيد ساماريو كمادة مضافة تحسين تلبيد وكثافة السيراميك، مما ينتج عنه تأثيرات كهروضغطية مناسبة، ويستخدم على نطاق واسع في مجالات مثل أجهزة الاستشعار ومحولات الطاقة بالموجات فوق الصوتية.

صناعة الحفز والسيراميك: تعزيزات لتحسين الكفاءة

 

تُظهر مركبات ساماريو أداءً تحفيزيًا فعالاً في التفاعلات الكيميائية وتصنيع السيراميك.

تكرير البترول: يمكن للمحفزات المعتمدة على ساماريو تعزيز تكسير النفط الثقيل، وزيادة إنتاج البنزين بنسبة 10% - 15%، وتقليل انبعاثات أكسيد الكبريت.
تخزين الطاقة الهيدروجينية: يمكن لسبائك النيكل اللانثانم (التي تحتوي على السماريوم) أن تمتص كمية كبيرة من غاز الهيدروجين لتكوين هيدريدات معدنية، وهو ما من المتوقع أن يحل مشكلة التخزين والنقل الآمن للطاقة الهيدروجينية.
المكثفات الخزفية: يمكن أن يؤدي التطعيم بأكسيد السماريوم إلى زيادة ثابت العزل الكهربائي للسيراميك، وتقليل فقد العزل الكهربائي، كما أنه مناسب للدوائر -عالية التردد وأنظمة طاقة النبض.

المجالات الناشئة: طليعة الإنجازات التكنولوجية

 

مع تطور التكنولوجيا، بدأت التطبيقات المحتملة للسماريوم في المواد الخفية، وتكنولوجيا التوصيل الفائق، وغيرها من المجالات تظهر تدريجيًا.

المواد الخفية: يمكن للمواد الخارقة المعتمدة على الساماريو تنظيم موجات الرادار والأشعة تحت الحمراء، وتحقيق التخفي الراداري ثنائي النطاق بالأشعة تحت الحمراء للطائرات/السفن المقاتلة، واختراق قيود عرض النطاق الترددي للمواد الماصة التقليدية.
تكنولوجيا التوصيل الفائق: تظهر بعض مركبات السماريوم موصلية فائقة عند درجات حرارة منخفضة، مما يوفر أساسًا ماديًا لقطارات ماجليف والحوسبة الكمومية.

صاروخ تفوق سرعته سرعة الصوت: يمكن لأكسيد ساماريو، باعتباره مادة مضافة سيراميكية مقاومة لدرجة الحرارة العالية{{0}، حماية طبقة الحماية الحرارية للصاروخ من التلف عند سرعة طيران تبلغ 5 ماخ.

 

لقد أصبحت ساماريو، بخصائصها الفيزيائية والكيميائية الفريدة، "جسرًا" يربط الصناعة التقليدية-بالتكنولوجيا المتطورة. بدءًا من المغناطيس الدائم ذو درجة الحرارة العالية-إلى قضبان التحكم في المفاعل النووي، ومن أدوية علاج آلام السرطان إلى بلورات الليزر، فإن تطبيق السماريوم يمر عبر أبعاد متعددة للمجتمع البشري. ومع سيطرة الصين الاستراتيجية وتحديثها التكنولوجي لموارد الأرض النادرة، سيستمر نمط سلسلة التوريد العالمية لساماريو في التطور، وسيتم تعزيز مكانتها المهيمنة في المجالات الرئيسية. في المستقبل، ومع حدوث اختراقات في المجالات الناشئة مثل المواد الخفية وتكنولوجيا الموصلية الفائقة، سيتم إطلاق العنان للقيمة المحتملة للسماريوم بشكل كامل.

لتحضيرسماريوم نقييمكن تحضير معدن السماريوم عن طريق اختزال أكسيد السماريوم بالباريوم أو اللانثانم.

طريقة التقطير الاختزالي لأكسيد ساماريو: ميزة طريقة التقطير الاختزالي هي أن أكاسيد الأتربة النادرة تستخدم مباشرة كمواد خام، ويتم تنفيذ عمليتي الاختزال والتقطير في وقت واحد، وبالتالي تبسيط العملية. نقاء المنتجات المعدنية التي تم الحصول عليها عالية. بالإضافة إلى ذلك، فإن البقايا الناتجة عن التقطير المختزل هي أيضًا أكسيد أرضي نادر، يمكن إعادة تدويره.

لأن السماريوم لديه ضغط بخار مرتفع، في حين أن ضغط بخار اللانثانم المختزل منخفض. La: عند 1754 درجة، يكون ضغط البخار 1.33 باسكال؛ عند 2217 درجة، يكون ضغط البخار 133.32 PaSm؛ عند 722 درجة، يكون ضغط البخار 1.33 باسكال؛ عند 964 درجة، يكون ضغط البخار 133.32 باسكال؛ لذلك يمكن استخدام طريقة التقطير باختزال اللانثانم للأكاسيد لتحضير معدن السماريوم: 2La (l)+Sm2O3 (s) 1600La2O3 (s)+2Sm (g). يمكن إزالة الساماريو الناتج في التفاعل من المفاعل عن طريق التطاير، مما يمكن أن يعزز التفاعل الكامل.

في عملية التقطير الاختزالي، قم بتسخين أكسيد السماريوم في الهواء عند درجة حرارة 800 درجة لمدة 15 ساعة لإزالة الامتصاص المحتمل لـ H2O وCO2. مخرطة اللانثانم المعدن المنصهر عند درجة حرارة 1800 درجة إلى رقائق معدنية. امزج 550 جرامًا من Sm2O3 المكلس و540 جرامًا من رقائق معدنية La [زيادة 15% (جزء الكتلة)]، ومرر عبر ضغط السبائك (9.8-49) × 107Pa] وضعها في بوتقة Ta بقطر 6.4 سم وطول 25.4 سم، ثم قم بإرفاق مكثف Ta 20 سم وحاجز Ta في الجزء العلوي من البوتقة منع إخراج جزيئات الأكسيد الزائدة. ضع الجهاز في منطقة درجة الحرارة المرتفعة لفرن الحث الفراغي. عندما يتم إخلاء النظام إلى ضغط أقل من 0.1Pa، فإنه يبدأ في التسخين. بعد ساعتين، ترتفع إلى درجة الحرارة القصوى البالغة 1600 درجة، وتبقى عند درجة الحرارة هذه لمدة ساعتين أخريين. من المهم رفع درجة الحرارة ببطء، لأنه إذا ارتفعت درجة الحرارة بسرعة كبيرة، فسوف تذوب La وتصل إلى قاع البوتقة، مما يؤثر على تلامس المواد المتفاعلة. يتم تقطير المعدن المخفض خارج منطقة التفاعل وتكثيفه في المكثف. يمكن الحصول على حوالي 465 جرام من الساماريو بإنتاجية 98%. عندما تكون درجة حرارة المكثف 300 ~ 500 درجة، فإن المعدن المكثف يحتوي على جزيئات بلورية كبيرة ويكون مستقرًا في الهواء. ومع ذلك، عندما تكون درجة حرارة التكثيف منخفضة، فإن الجزيئات المعدنية المتكثفة تكون دقيقة وقابلة للاشتعال في الهواء. يمكن أن تصل درجة نقاء المنتج من عملية تقطير اختزالية واحدة إلى 99.5% أو أكثر، لكنه لا يزال يحتوي على مئات من La وO وH في حدود 10-6. يمكن تقليل هذه الشوائب بشكل أكبر بعد إعادة التقطير أو التسامي. درجة حرارة التسامي 800 درجة، ودرجة حرارة التكثيف ~ 500 درجة. يمكن استخدام البوتقة المستخدمة في التقطير المختزل في التسامي. ومع ذلك، ينبغي تخليل البوتقة بالحمض مقدمًا وتفريغ الغاز منها تحت فراغ عند درجة حرارة 1800 درجة.

عملية الاكتشاف:سماريوم نقيهو أحد عناصر اللانثانيد (ينتمي إلى العناصر الأرضية النادرة)، والذي أربك وأربك الكيميائيين في القرن التاسع عشر. بدأ تاريخها باكتشاف السيريوم عام 1803.

من المفترض أن يحتوي السيريوم على معادن أخرى. ادعى كارل موساندر أنه حصل على اللانثانم والديديميوم منه في عام 1839، لكن الديديميوم هو في الواقع خليط من البراسيوديميوم والنيوديميوم. في عام 1879، قام بول ¦ ميل ليكوك دي بويسبودران مرة أخرى باستخراج الديديميوم من خامات النيوبيوم والإيتريوم. وفي وقت لاحق، قام بتحضير محلول حمض النيتريك ديديميوم وأضاف هيدروكسيد الأمونيوم. وقد وجد أن الرواسب تشكلت على مرحلتين. وركز على الرواسب الأولى وقاس طيفها، واستنتج أنه عنصر جديد من عناصر السماريوم. (في الواقع، تم العثور على اليوروبيوم في السماريوم في عام 1901)

التوزيع المعدني: يتواجد مع العناصر الأرضية النادرة الأخرى في رمل المونازيت. وتتوزع العناصر الأرضية النادرة الموجودة في المونازيت، وكذلك الكالسيوم والثوريوم، في رمال الأنهار في الهند والبرازيل ورمال الأنهار الساحلية في فلوريدا. عادة ما يصل الجزء الكتلي من العناصر الأرضية النادرة في رمل المونازيت إلى 50%، ويمثل السماريوم 2.8% منها. بالإضافة إلى ذلك، يوجد السماريوم أيضًا في الباستنايت، والذي يتم توزيعه في الغالب في جنوب كاليفورنيا. هناك حاجة إلى تكنولوجيا التبادل الأيوني لفصل السماريوم عن معادنه.

الوسم : السماريوم النقي cas 7440-19-9، الموردين، الشركات المصنعة، مصنع، بالجملة، شراء، السعر، السائبة، للبيع