Лютеций в Челябинске

Лютеций

Лютеций представляет собой легко поддающийся механическому варианту обработки плотный тугоплавкий металл с серебристо-белым оттенком. Среди лантаноидов он выступает самым тяжелым элементом, как по плотности (9,8404 г/куб.см), так и по атомному весу, а также имеет наименьшие ионный и атомный радиусы (благодаря эффекту лантаноидного сжатия).

В сравнении с прочими редкоземельными металлами, лютеций имеет максимальную температуру плавления – 1663 °С. Он вступает в реакцию с неорганическими кислотами и образует соли. Водорастворимые соли (ацетаты, хлориды, нитраты и сульфаты) после упаривания позволяют получать кристаллогидраты.

Металл при комнатной температуре на воздухе способен покрываться плотным оксидным слоем, а при температурной отметке в 400 °C подвергается окислению. Во время нагревания он взаимодействует с серой, галогенами, а также прочими неметаллами.

Получение

Лютеций имеется в небольших количествах (как и прочие лантаноиды) во многих минералах, которые входят в итриевую подгруппу редкоземельных элементов (гадолинит, ксенотим, самарскит, итриалит и др.). Преимущественно его извлекают из монацитовых песков вместе с другими редкоземельными металлами (реже из бастнезита).

Чтобы выделить данный редкоземельный металл прибегают к методам:

• ионообменной хроматографии;
• экстракции растворителями;
• селективной комплексации.

Материал в чистом виде получают путем его восстановления из фторида кальция. Во время нагревания последний легко удаляется, оставшиеся же частицы кальция устраняются посредством плавки вакуумом.

Основные свойства материала

Данный тугоплавкий металл отличается следующими значимыми характеристиками:

• повышенной плотностью и твердостью;
• отличной износостойкостью;
• хорошей подверженностью механическому способу обработки, деформированию, прокатке, а также обработке с помощью давления.

Области применения

1. Ядерная энергетика. Оксид лютеция используют в атомных реакторах для поглощения нейтронов. Легированный церием, силикат лютеция задействуют в качестве детектора частиц в оборудовании, используемом в ядерной физике, атомной медицине, физике элементарных частиц.
2. Металлургия. Чтобы придать сплавам хрома повышенных механических параметров и облегчить процесс обработки их легируют с помощью лютеция. Срок эксплуатации сплавов, легированных данным металлом, значительно увеличивается.
3. Жаропрочная керамика. Хромит лютеция востребован при создании проводящих соединений, отличающихся высокой жаропрочностью.
4. Лазерные материалы. Лютециевые ионы используют с целью генерации лазерного излучения. Легированные тулием и гольмием, соединения применяют для изготовления высокоэнергетических лазеров для медицины и сферы обороны.
5. Магнитные материалы. Посредством соединений лютеций-кремний-железо и лютеций-алюминий-железо производят постоянные магниты с повышенным показателем магнитной энергии.
6. Информационные носители. Для изготовления носителей данных на магнитных цилиндрических доменах используют феррогранаты, легированные лютецием.