Samarium: Elementeigenschaften und Verwendungen
Beschreibung
Samarium ist ein Seltenerdmetall mit silbrigem Aussehen und mittlerer Härte. Es ist bekannt für seine magnetischen, optischen und katalytischen Eigenschaften.
Einführung in das Element
Samarium ist ein faszinierendes Element, das zur Reihe der Lanthaniden im Periodensystem gehört. Dieses Seltenerdmetall mit dem chemischen Symbol Sm und der Ordnungszahl 62 wurde Ende des 19. Jahrhunderts entdeckt. Samarium kommt in der Regel in Mineralien wie Monazit und Bastnasit vor. Bei der Gewinnung werden ausgeklügelte Trennverfahren angewandt, die eine hochgereinigte Form des Metalls ergeben.
Chemische Eigenschaften Beschreibung
Die chemischen Eigenschaften von Samarium unterscheiden es von vielen anderen Seltenen Erden. Samarium liegt in der Regel in der Oxidationsstufe +3 vor und bildet stabile Verbindungen mit Sauerstoff und verschiedenen Nichtmetallen.
Unter Umgebungsbedingungen reagiert Samarium mit Luft und bildet eine dünne Oxidschicht, die es vor weiterer Korrosion schützt. Diese Selbstpassivierung ist eine wünschenswerte Eigenschaft in vielen industriellen Prozessen.
Physikalische Eigenschaften Datentabelle
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Eigenschaft |
Wert |
Einheit |
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Ordnungszahl |
62 |
- |
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Atomares Gewicht |
150.36 |
g/mol |
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Dichte |
7.35 |
g/cm³ |
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Schmelzpunkt |
1072 |
°C |
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Siedepunkt |
1900 |
°C |
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Kristallstruktur |
Sechseckig |
- |
Magnetische und optische Eigenschaften von Samarium
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Eigenschaft |
Wert |
Einheit |
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Magnetische Ordnung |
Ferromagnetisch |
- |
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Curie-Temperatur |
~1070 |
K |
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Magnetisierung |
1.0 |
μB (Bohr-Magnetonen) |
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Koerzitivfeldstärke |
Hoch |
- |
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Magnetisches Moment |
0.2-0.3 |
μB |
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Magnetisches Energieprodukt (SmCo-Magnete) |
~200-250 |
kJ/m³ |
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Eigenschaft |
Wert |
Einheit |
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Farbe |
Gelblich |
- |
|
Absorption Bereich |
400-700 |
nm (sichtbares Spektrum) |
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Lumineszenz |
Starke rot-orange Fluoreszenz |
- |
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Spektrum der Emission |
600-700 |
nm |
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Anregungs-Wellenlänge |
400-500 |
nm |
Weitere Informationen finden Sie unter Stanford Advanced Materials (SAM).
Häufige Verwendungszwecke
Samarium wird in der modernen Industrie und Technologie in verschiedenen Bereichen eingesetzt. Eine der wichtigsten Anwendungen ist die Herstellung von Samarium-Kobalt-Magneten, die für ihre Hochtemperaturstabilität und Entmagnetisierungsbeständigkeit bekannt sind. Diese Magnete sind für Elektromotoren, Luft- und Raumfahrtkomponenten und verschiedene militärische Systeme unerlässlich.
Außerdem spielt Samarium eine wesentliche Rolle in Kernreaktoren, wo es als Neutronenabsorber die Sicherheit und Effizienz der Kernenergieerzeugung erhöht. Seine Anwendungen erstrecken sich auch auf Laser und bestimmte medizinische Bildgebungsverfahren. Die Vielseitigkeit von Samarium hat zu einer kontinuierlichen Forschung geführt, die sicherstellt, dass seine allgemeinen Verwendungsmöglichkeiten in allen Hightech- und Industriesektoren erweitert werden.
Aufbereitungsmethoden
Der Produktionsprozess beginnt mit dem Abbau von Seltenerd-Erzen, die dieses Element enthalten. Nach der Gewinnung des Erzes wird das Material durch mechanische Trennung konzentriert, gefolgt von chemischen Verfahren wie Ionenaustausch und Lösungsmittelextraktion, um Samarium von anderen Elementen zu trennen. Nach der Isolierung werden Reduktionsverfahren angewandt, um die Verbindung in ihre metallische Form zu überführen. Diese Aufbereitungsmethoden wurden über Jahrzehnte hinweg verfeinert, um die Ausbeute zu maximieren und gleichzeitig die Auswirkungen auf die Umwelt zu minimieren.
Häufig gestellte Fragen
Was ist Samarium?
Samarium ist ein Seltenerdmetall, das für seine einzigartigen chemischen und physikalischen Eigenschaften bekannt ist und umfangreiche Anwendungen in Magneten und modernen Industrieprodukten findet.
Wie wird Samarium aus natürlichen Erzen extrahiert?
Es wird aus Mineralien wie Monazit und Bastnasit durch mechanische Trennung, gefolgt von Ionenaustausch- und Lösungsmittelextraktionstechniken gewonnen.
Was sind die wichtigsten Anwendungen von Samarium?
Samarium wird unter anderem bei der Herstellung von Samarium-Kobalt-Magneten, Kernreaktorkomponenten und modernen Legierungen verwendet.
Kann Samarium in medizinischen Anwendungen eingesetzt werden?
Ja, bestimmte Samarium-Isotope werden aufgrund ihrer kontrollierten radioaktiven Eigenschaften bei Krebsbehandlungen und in der medizinischen Bildgebung eingesetzt.
Warum ist Samarium für die moderne Technik wichtig?
Sein stabiler Oxidationszustand und seine einzigartigen physikalischen Eigenschaften machen es für die Herstellung langlebiger Materialien für Hochleistungsanwendungen in verschiedenen Technologiebereichen unverzichtbar.
