(Cassiopeium).
Подобно тому как во времена золотых лихорадок тысячи любителей наживы устремлялись в Калифорнию и Клондайк, в последней четверти XX века на берега архипелага редких земель высадился многочисленный десант учёных - искателей химических кладов. Открытия новых редкоземельных металлов посыпались как из рога изобилия, но, увы, подавляющему большинству из них (а всего их оказалось свыше ста) не хватало требуемых "документов" для постоянной прописки в таблице элементов.
Зато какие красивые имена они получили: филиппий и деципий, демоний и метацерий, дамарий и люций, космий и неокосмий, глаукодим и викторий, эвксений и каролиний, инкогнитий и кассиопей и даже альдебараний. Теперь эти звучные названия можно найти лишь в списках ложнооткрытых химических элементов...
Но, разумеется, были и удачи. Из эрбиевой земли, наряду с самим эрбием, были получены тулий, гольмий и диспрозий, а из иттербиевой земли, кроме иттербия, еще скандий и лютеций. Характерная деталь: для выделения лютеция французскому химику Жоржу Урбену (12) пришлось выполнить более 15 тысяч кристаллизаций (!).
Кристаллизация - это процесс перехода вещества из жидкого, газообразного или аморфного состояния в твёрдое кристаллическое, сопровождающийся образованием упорядоченной структуры (кристаллической решетки) и выделением теплоты. Это обратный процесс плавлению, который обычно происходит при охлаждении расплавов или концентрировании растворов.
Природа неохотно раскрывала науке свои секреты. Интересно, что лютеций оказался последним редкоземельным элементом как по времени открытия (в 1907 году), так и по положению в ряду лантаноидов. Если посмотреть на таблицу элементов, то можно увидеть, что лютеций вполне резонно может заявить: "Моя хата с краю".
Итак, все редкоземельные металлы открыты. Крохотное шведское селение Иттербю, где когда-то Аррениус нашёл чёрный камень, дало имена четырем химическим элементам - иттрию, иттербию, тербию и эрбию. Ни один материк, ни одно государство, ни одна столица не удостоились такой чести. Стал своеобразным рекордсменом и чёрный минерал ГАДОЛИНИТ (ИТТЕРБИТ) оказался "камерой хранения" чуть ли не десятка новых элементов, которые были извлечены из иттриевой земли, впервые обнаруженной в ИТТЕРБИТЕ.
ИТТРИЙ и другие редкоземельные металлы доставили немало хлопот Д.И. Менделееву, когда тот вписывал их в построенную им периодическую таблицу. К моменту открытия важнейшего закона химии науке были известны шесть редкоземельных элементов. Подобрать для каждого из них подходящее место в таблице оказалось весьма сложно из-за их удивительного химического сходства, а поскольку с годами число их росло, то и забот прибавлялось.
Прошло не одно десятилетие, прежде чем удалось окончательно решить "жилищную проблему" для членов редкоземельного семейства. Оказалось, что иттрию, с которого началась история редких земель, необходимо предоставить отдельную "квартиру". Такую же льготу получил скандий, а все остальные редкоземельные элементы, были размещены в "многокомнатной квартире", и лантан был назначен "ответственным съемщиком".
И хотя часть лантаноидов относится к иттриевой группе (другая часть - к цериевой), ИТТРИЙ разлучен с ними в таблице элементов.
С конца XVIII века, когда был открыт ИТТРИЙ, до наших дней прошло чуть ли не два столетия. Казалось бы, за это время можно было досконально изучить элемент и узнать все его физические характеристики.
Тем не менее до сих пор сведения о плотности, температурах плавления и кипения и некоторых других параметрах иттрия, приведенные в разных справочниках, не всегда совпадают. Причина тому одна: неодинаковая степень чистоты металла, достигнутая различными исследователями.
Сейчас переплавом в вакууме с последующей двух- и трёхкратный дистилляцией получают ИТТРИЙ чистотой 99,8-99,9%. Такой металл плавится примерно при 1500 °С, а его плотность составляет 4,47 г/см3. Сочетание сравнительно высокой температуры плавления с небольшой плотностью, неплохими прочностными данными и другими ценными свойствами делают ИТТРИЙ перспективным конструкционным материалом.
Так, из него уже изготовляют трубопроводы для транспортирования жидкого ядерного горючего - расплавленного урана или плутония. Но пока элемент № 39 чаще пробует свои силы в других областях.
Немецкий физик Вальтер Нернст (13) создал необычную лампу накаливания: вместо угольной или металлической нити, помещённой в вакуум или инертный газ, она имела открытый стержень из смеси окислов циркония и иттрия.
Идея учёного основывалась на том, что некоторые кристаллические соединения - так называемые твёрдые электролиты - проводят ток в результате движения ионов, а не электронов. Лампу Нернста приходилось зажигать спичкой, так как керамический стерженёк начинал проводить ток лишь при 800 °С.
По этой причине лампа не нашла тогда спроса, однако подобные нагревательные элементы широко применяются в современной технике для создания высоких температур (окись иттрия заменена в них окисью кальция). В отличие от металлических, такие нагреватели не только не окисляются на воздухе, но и, напротив, работают тем лучше, чем выше окислительная способность среды.
Сегодня из оксида иттрия очень высокой чистоты изготовляют иттриевые ферриты, используемые в радиотехнике и электронике, в слуховых приборах и ячейках памяти счётно-решающих устройств.
Бориды, сульфиды и окислы иттрия служат материалом катодов мощных генераторных установок, жаропрочных тиглей для плавления тугоплавких металлов. Несколько лет назад создан новый жаропрочный материал циттрит, представляющий собой циркониевую керамику с добавками иттрия; циттрит обладает минимальной теплопроводностью и сохраняет свои свойства до 2200 °С.
Разработан и другой керамический материал - иттрийлокс, плавящийся при 2204 °С. Этот материал (твёрдый раствор двуокиси тория в окиси иттрия) для видимой части спектра прозрачен, как стекло, и, кроме того, хорошо пропускает инфракрасные лучи. Из него можно изготовлять инфракрасные "окна" специальной аппаратуры и ракет, смотровые глазки высокотемпературных печей.
ИТТРИЙ внёс свою лепту и в развитие цветного телевидения: кинескопы с красными люминофорами на основе его соединений характеризуются высокой яркостью свечения. В Японии для этой цели применяют окись иттрия, активированную европием.
Специалисты других стран отдают предпочтение ортованадату иттрия.*
* Ортованадат иттрия - прозрачный неорганический кристалл, широко используемый в лазерной технике.
По японским данным, на миллион трубок расходуется примерно 5 тонн чистой окиси иттрия.
Но, пожалуй, наиболее важная в наше время область применения иттрия - металлургия. С каждым годом этот металл всё шире используется как добавка при производстве легированной стали и модифицированного чугуна.
Введение незначительного количества ИТТРИЯ в сталь делает её структуру мелкозернистой, улучшает механические, электрические и магнитные свойства. Если немного ИТТРИЯ (десятые и даже сотые доли процента) добавить в чугун, твёрдость его возрастет почти вдвое, а износостойкость - в четыре раза.
К тому же такой чугун становится менее хрупким, по прочностным характеристикам он приближается к стали, легче переносит высокие температуры. И вот что весьма ценно: иттриевый чугун можно переплавлять несколько раз, но благотворное влияние "витамина Y" при этом сохраняется.
Иттрий повышает жаропрочность сплавов на основе никеля, хрома, железа, молибдена, увеличивает пластичность тугоплавких металлов - ванадия, тантала, вольфрама и сплавов на их основе, заметно упрочняет титановые, медные, магниевые и алюминиевые сплавы.
Из легкого магнийиттриевого сплава (9% иттрия), обладающего высокой коррозионной стойкостью, изготовляют различные детали и узлы летательных аппаратов.
Промышленность выпускает ИТТРИЙ как в чистом виде (монокристаллы, слитки), так и в виде сплавов с магнием и алюминием. Масштабы его производства из года в год растут: если совсем недавно мировая добыча этого металла исчислялась лишь килограммами, то сейчас в мире ежегодно потребляется свыше ста тонн этого редкого элемента.
Впрочем, такой ли уж он редкий?
Оказывается, нет. Не только иттрий, но и большинство других редкоземельных элементов встречается на земле отнюдь не редко.
ИТТРИЯ в земной коре 0,0029%, а это значит, что он входит в число 30 наиболее распространённых элементов нашей планеты. Его земные запасы в десятки раз больше, чем, например, молибдена или вольфрама, в сотни раз больше, чем серебра или ртути, и, наконец, в тысячи раз больше, чем золота или платины.
Понятие "редкоземельные элементы" - скорее дань истории их открытия, чем оценка распространённости их в природе.
Свыше ста минералов содержат ИТТРИЙ. Среди них есть собственно иттриевые - ксенотим, таленит, фергюсонит, эвксенит и другие.
В 1961 году, советские учёные обнаружили скопления неизвестного ранее иттрийсодержащего минерала в Казахстане. В честь первого в мире космонавта он был назван ГАГАРИНИТОМ Один из лучших образцов этого камня его первооткрыватели подарили Ю. А. Гагарину.
Помимо минерала гагаринит-(Y), в 2010 году утвержден минерал гагаринит-(Ce), они отличаются суффиксами, уточнителями Левинсона, показывающими, соответственно, преобладание иттрия и церия.
Красивая друза ГАГАРИНИТА - крупные светло-жёлтые шестигранные кристаллы - экспонируется в Минералогическом музее им. А. Е. Ферсмана Академии наук СССР.
Далёкие туманности клубя,
Всей красотою необыкновенной
Вселенная глядела на тебя,
И ты глядел в лицо Вселенной.
От угольно-холодной черноты,
От млечных вьюг
К людской согретой были,
Советский человек, вернулся ты,
Не поседев от звёздной пыли.
И Родина приветствует тебя,
И человечество стоит и рукоплещет,
И спину непокорную горбя,
Вселенная к тебе склонила плечи.
(С.Щипачёв)
Это интересно!
В последние годы среди владельцев домов и дизайнеров интерьеров всё более популярным выбором становится тёплый пол из натурального камня. Это инновационное решение объединяет в себе красоту природного материала и современную технологию обогрева, создавая уникальное сочетание комфорта и стиля. (14) Для полов применяют:
Гранит, Известняк, Мрамор, Песчаник, Златолит. *
Златолит - это элитный метаморфический сланец (кварцитовый сланец), добываемый на Урале. Отличается высокой прочностью, золотисто-серебристым блеском, стойкостью к морозам, влаге и истиранию. Используется для облицовки фасадов, бань, каминов и ландшафтного дизайна (дорожки, бассейны) благодаря долговечности (до 300 лет и антибактериальному составу.
Цвет Златолита: Жёлто-зелёные, серые, чёрные оттенки с жемчужным/золотым блеском (из-за примесей слюды, золота и серебра). Низкое водопоглощение, огнеупорные.
Каменные полы славятся прочностью. На них не образуются сколы и трещины. Но и за ними тоже нужен уход. Таким средством стал CIROLIT.
CIROLIT - это швейцарская восковая пропитка от компании Pramol, предназначенная для защиты мрамора, гранита, терраццо и
