Иттрий

Иттрий Y (Yttrium) – это металл светло-серого цвета, имеющий температуру плавления +1526 °С. Поэтому он активно применяется в промышленности для производства высокотемпературных нагревателей сопротивления, огнеупорных и термоэлектрических материалов. Купить иттрий можно в слитках различного диаметра и веса.

Где добывается

Этот элемент входит в группу редкоземельных, он имеется в составе более ста минералов. Промышленное значение для извлечения металла имеют только два из них – ксенотим и эвксенит.

Восстановление чистого вещества из иттриевых руд – технологически сложный процесс, поэтому цена на металлический иттрий рассчитывается, начиная с 1 г. Стоимость зависит от марки, объема партии, дополнительных условий поставки.

Технология изготовления

Один из способов получения продукта заключается в том, что сырье обрабатывают серной кислотой в условиях высокой температуры. Раствор подают на ионообменную колонну с катионообменной смолой, где происходит отделение базового компонента и других редкоземельных металлов от «неродственных» элементов.

1 этап

Далее через колонну пропускают этилендиаминтетрауксусную кислоту, в результате чего образовываются фракции редкоземельных элементов. На следующем шаге осуществляют отбор иттриевой фракции, ее обработку щавелевой кислотой и прокаливание для получения окиси иттрия.

2 этап

Образовавшийся оксид подвергают восстановлению. Для этого его превращают во фторид Y (Yttrium), по одному из трех методов:

1. фторирование оксидов безводным фтористым водородом при +575 °С;
2. прокаливание в присутствии плавиковой кислоты;
3. плавление с бифторидом аммония.

Безводный фторид иттрия смешивают с порошкообразным металлическим кальцием. Полученную смесь помещают в тигель из тантала и подогревают в индукционной печи в аргоновой атмосфере до начала экзотермической химической реакции. После ее завершения образовывается расплавленный чистый металл и шлак. В процессе остывания формируется иттриевый слиток, от которого легко откалываются шлаковые загрязнения.

Особенности

Этот металл обладает особыми качествами, среди них:

• стойкость к экстремально высоким температурам;
• проницаемость для инфракрасного излучения;
• устойчивость к механическим нагрузкам;
• предел прочности на разрыв 300 МПа;
• сравнительно небольшая плотность;
• низкий удельный вес, сравнимый с алюминием;
• теплопроводность 17,2 Вт/(м·К);
• улучшенная обрабатываемость.

При контакте с кислородом на поверхности иттрия формируется защитная оксидная пленка, которая сохраняет свои качества при температуре до +760 °C. В минеральных кислотах металл легко растворяется.

Наибольший объем металлургического рынка занимает металлический иттрий ИтМ-1 в слитках. Это химически чистый металл, процентное содержание основного вещества составляет 99,99%.

Области использования

В больших объемах закупают металлический иттрий предприятия по производству иттрированных неплавящихся (вольфрамовых) электродов. Металл используют для напыления на детали машин и механизмов, чтобы повысить износостойкость.

Иттрий ИтМ-1 востребован в качестве легирующего компонента в черной и цветной металлургии, применяется в технологическом процессе получения алюминиевых и хромоникелевых соединений, высокопрочных легированных сталей, иттриевого чугуна.

• Алюминиевые сплавы с добавлением этого компонента обладают повышенной электропроводностью, их применяют при производстве кабельно-проводниковой продукции.
• Иттрий в железных композитах позволяет получить стали с улучшенной обрабатываемостью, повышенными электрическими и магнитными качествами.
• Металл добавляют в небольших количествах в чугун, чтобы снизить хрупкость и повысить прочностные характеристики.
• Легирование иттрием сплавов никеля с хромом повышает жаропрочность и жаростойкость нихромов. Нихромовый прокат используются для изготовления нагревательной проволоки и ленты с увеличенным сроком службы.

Чистый металл, легированные иттрием стали или сплавы широко применяется в атомной энергетике, аэрокосмической отрасли, автомобилестроении, электронной, стекольной промышленности.