Иттрий

Иттрий: технические характеристики и применение в промышленности

Иттрий редкоземельный металл серебристо-белого цвета, относящийся к группе лантаноидов. В чистом виде иттрий пластичен, устойчив к коррозии на воздухе благодаря образованию плотной оксидной плёнки. Основные физико-механические параметры: плотность 4,47 г/см, температура плавления 1526 C, твёрдость по Бринеллю 38 HB. Металл поставляется в виде слитков, прутков, фольги и порошка различной грануляции.

Основные марки и формы поставки

Промышленность выпускает иттрий марок ИтМ-1, ИтМ-2 и ИтМ-3, различающихся содержанием основного металла (от 99,0 до 99,9 %) и примесей. Стандартные формы проката:

• слитки и чушки для лигатур и вакуумного напыления;
• прутки диаметром от 3 до 50 мм для механической обработки;
• фольга толщиной от 0,05 до 0,5 мм для мишеней и подложек;
• порошок с размером частиц от 10 до 100 мкм для порошковой металлургии.

Химический состав и примеси

Содержание иттрия в марке ИтМ-1 составляет не менее 99,9 %. Лимитируемые примеси: железо (не более 0,01 %), кремний (не более 0,005 %), кальций (не более 0,005 %), медь (не более 0,003 %). Суммарное содержание редкоземельных примесей (Dy, Gd, Tb, Er) не превышает 0,05 %. Для специальных применений доступен иттрий с содержанием основного металла 99,99 % (марка ИтМ-0).

Применение иттрия в промышленности

Иттрий используется в качестве легирующей добавки в алюминиевые и магниевые сплавы для повышения жаропрочности и коррозионной стойкости. В производстве высокотемпературных сверхпроводников (YBaCuO) иттрий обеспечивает переход в сверхпроводящее состояние при температуре около 90 К. В лазерной технике иттрий входит в состав кристаллов YAG (YAlO), применяемых в твердотельных лазерах с длиной волны 1064 нм. В ядерной энергетике иттрий используется в качестве поглотителя нейтронов в регулирующих стержнях реакторов.

Физико-механические свойства

Иттрий обладает низким сечением захвата тепловых нейтронов (1,28 барн), что делает его пригодным для ядерных реакторов. Модуль упругости составляет 63,5 ГПа, предел прочности при растяжении от 130 до 180 МПа. Коэффициент линейного расширения при 20 C равен 10,610 К. Удельное электрическое сопротивление при комнатной температуре 0,596 мкОмм. Температура Кюри для иттрия не определена, так как металл парамагнитен.

Условия эксплуатации и хранения

Иттрий устойчив на воздухе до 400 C, при более высоких температурах окисляется с образованием YO. Хранение рекомендуется в герметичной таре в сухом помещении при влажности не более 60 %. При работе с порошком иттрия необходимо использовать средства защиты органов дыхания из-за пирофорности мелкодисперсных фракций. Механическая обработка (токарная, фрезерная) возможна без охлаждения, но с обязательным удалением стружки.

Вопросы и ответы