Химия - Самарий - Химические свойства
01 марта 2011Оглавление:
1. Самарий
2. История и происхождение названия
3. Изотопы
4. Химические свойства
5. Биологическая роль
На воздухе самарий медленно окисляется, покрываясь сначала темной пленкой оксида Sm2O3, а затем рассыпаясь в порошок с жёлтым оттенком.
Самарий высокоактивный металл. Он растворим в кислотах, сгорает на воздухе, реагирует с азотом, углеродом, халькогенидами, водородом, кремнием, бором, с фосфором, мышьяком, сурьмой, висмутом, и всеми галогенами.
Применение
Магнитные материалы
Самарий широко используется для производства сверхмощных постоянных магнитов, в сплаве самария с кобальтом и рядом других элементов. И хотя в этой области в последние годы наблюдается вытеснение самарий-кобальтовых магнитов магнитами на основе неодима, тем не менее возможности сплавов самария далеко не исчерпаны.
При легировании его сплавов с кобальтом такими элементами, как цирконий, гафний, медь, железо и рутений достигнуто весьма высокое значение коэрцитивной силы и остаточной индукции. Кроме того, ультратонкодисперсные порошки его высокоэффективных сплавов, полученные распылением в атмосфере гелия в электрическом разряде, при последующем прессовании и спекании позволяют получить постоянные магниты с более чем в 3 раза лучшими характеристиками по магнитной энергии и полю, чем у других магнитных сплавов на основе редкоземельных металлов.
Термоэлектрические материалы
Недавно обнаруженный эффект генерации термоЭДС в моносульфиде самария SmS имеет весьма высокий КПД около 50 %. Уже при нагревании монокристалла SmS до 130 °C при совместной эксплуатации такого эффекта с термоэлектронной эмиссией или классическими термоэлементами можно легко достичь КПД выработки электроэнергии на уровне 67—85 %, что очень актуально в связи с убывающими запасами органического топлива на планете. Уже сегодня опытные генераторы конкурентоспособны по сравнению с любым тепловым двигателем, что позволяет думать о внедрении этого эффекта как основной силовой установки на автомобиле. Учитывая сверхвысокую радиационную стойкость самария, моносульфид самария может послужить для конструирования атомных реакторов, напрямую преобразующих тепло и отчасти ионизирующее излучение в электроэнергию. Таким образом, моносульфид самария способен занять в ближайшем будущем ведущую роль в малой и большей энергетике, производстве атомных силовых установок космического базирования и авиационного транспорта, в производстве силовых установок для автомобилей будущего, компактных и мощных источниках тока для бытовых нужд и в военном деле. Интересно отметить то обстоятельство что на основе применения моносульфида самария вполне легко решается задача создания ядерной силовой установки для автомобильного транспорта, и при том вполне безопасной.
Как термоэлектрический материал ограничено применяется также теллурид самария.
Тензочувствительные материалы
Моносульфид самария является одним из лучших тензочувствительных материалов. Он используется для производства тензочувствительных датчиков.
Ядерная энергетика
В ядерной энергетике самарий используется для управления атомными реакторами, так как сечение захвата тепловых нейтронов для природного самария превышает 6800 барн. Самарий, в отличие от других элементов с высоким сечением захвата «не выгорает» в реакторе, поскольку при интенсивном нейтронном облучении образуются дочерние изотопы самария, которые также обладают очень высоким сечением захвата нейтронов. Самым высоким сечением захвата тепловых нейтронов среди изотопов самария обладает самарий-149. В атомной промышленности используется окись, гексаборид и карбид, борат самария.
Гигантский магнитокалорический эффект
Манганаты самария и стронция обладают гигантским магнитокалорическим эффектом и могут быть использованы для конструирования магнитных холодильников.
Гигантский магнитоэлектрический эффект
Молибдат самария обнаруживает на порядок больший по величине магнитоэлектрический эффект, чем, например, молибдат гадолиния, и интенсивно изучается.
Производство стекла
Оксид самария применяется для получения специального люминесцентного и поглощающего инфракрасное излучения стёкол.
Огнеупорные материалы
Оксид самария отличается весьма высокой огнеупорностью, стойкостью к расплавам активных металлов и высокой температурой плавления. В связи с этим он используется как хороший огнеупорный материал.
Другие области применения
Самарий может быть использован для возбуждения лазерного излучения в жидких и твердых средах. Самарий также используется как активатор люминофоров в производстве цветных телевизоров и сотовых телефонов.
Металлический самарий применяется для производства электродов стартеров тлеющего разряда.
Сверхчистый оксид самария применяется в микроэлектронике в качестве диэлектрика в производстве кремниевых МДП-варикапов.
Просмотров: 5809
|