サマリウム元素特性と用途
概要
サマリウムは、銀色の外観と適度な硬度を持つ希土類金属である。磁気特性、光学特性、触媒特性で知られている。
元素の紹介
サマリウムは、周期表のランタニド系列に属する興味深い元素です。化学記号はSm、原子番号は62で、この希土類金属は19世紀後半に発見されました。サマリウムは通常、モナザイトやバストナサイトなどの鉱物に含まれている。抽出プロセスは、金属の高度に精製された形態をもたらす高度な分離技術を伴う。
化学的性質の説明
サマリウムの化学的特性は、他の多くの希土類元素とは一線を画しています。一般的に+3酸化状態で存在し、サマリウムは酸素や様々な非金属と安定した化合物を形成する。
周囲条件では、サマリウムは、さらなる腐食からそれを保護する薄い酸化膜を生成し、空気と反応する。この自己不動態化は、多くの工業プロセスで望ましい属性です。
物理的性質データ表
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プロパティ |
値 |
単位 |
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原子番号 |
62 |
- |
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原子量 |
150.36 |
g/mol |
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密度 |
7.35 |
g/cm³ |
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融点 |
1072 |
°C |
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沸点 |
1900 |
°C |
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結晶構造 |
六方晶 |
- |
サマリウムの磁気特性と光学特性
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物性値 |
値 |
単位 |
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磁気秩序 |
強磁性 |
- |
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キュリー温度 |
~1070 |
K |
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磁化 |
1.0 |
μB (ボーア磁子) |
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保磁力 |
高い |
- |
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磁気モーメント |
0.2-0.3 |
μB |
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磁気エネルギー積（SmCo磁石） |
~200-250 |
kJ/m³ |
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特性 |
値 |
単位 |
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色 |
黄色っぽい |
- |
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吸収範囲 |
400-700 |
nm（可視スペクトル） |
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発光 |
強い赤橙色蛍光 |
- |
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発光スペクトル |
600-700 |
nm |
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励起波長 |
400-500 |
nm |
詳しくはスタンフォード・アドバンスト・マテリアルズ（SAM）をご覧ください。.
一般的な用途
サマリウムは、現代の産業や技術において、いくつかの一般的な用途があります。その最も顕著な用途の一つは、サマリウム-コバルト磁石の製造であり、その高温安定性と減磁への耐性で有名です。これらの磁石は電気モーター、航空宇宙部品およびさまざまな軍用システムで重大です。
また、サマリウムは原子炉で重要な役割を果たしており、中性子吸収材として原子力エネルギー生産の安全性と効率を高めています。その用途はまた、レーザーや特定の医療イメージング技術にも及んでいる。サマリウムの汎用性は、その一般的な用途は、ハイテクや産業分野にわたって拡大されていることを保証し、継続的な研究につながっている。
製造方法
生産プロセスは、この元素を含む希土類鉱石の採掘から始まります。鉱石が採取されると、機械的分離を使用して材料を濃縮し、イオン交換や溶媒抽出などの化学技術によって他の元素からサマリウムを分離します。単離後、化合物を金属形態に変換するために還元プロセスが適用されます。これらの調製方法は、環境への影響を最小限に抑えながら、収率を最大化するために数十年にわたって改良されてきました。
よくある質問
サマリウムとは何ですか？
サマリウムはそのユニークな化学的・物理的特性で知られる希土類金属で、磁石や先端工業製品に幅広く応用されています。
サマリウムはどのようにして天然鉱石から抽出されるのですか？
モナザイトやバストナサイトのような鉱物から、機械的分離、イオン交換、溶媒抽出技術を使って抽出されます。
サマリウムの主な用途は何ですか？
サマリウムは、ハイテク用途の中でも、サマリウムコバルト磁石、原子炉部品、先端合金の製造に広く使用されています。
サマリウムは医療用途に使用できますか？
はい、サマリウムの特定の同位体は、その制御された放射特性により、癌治療や医療用画像処理に使用されています。
なぜサマリウムは現代技術にとって重要なのですか？
その安定した酸化状態とユニークな物理的特性は、様々な技術分野での高性能アプリケーションのための耐久性のある材料を製造するために不可欠です。
