Seltene Erden

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Yttrium

Yttrium Reines sublimiertes Yttrium und ein ca. 3 Kubikzentimeter großer Würfel. Copyright: Alchemist-hp (talk); Contribution: Collector Image: 1320418809 License: Creative Commons - Attribution-Noncommercial (CC-BY-NC) V.3.0 Original size - Additional info - Insert picture into forum - Discussion Yttrium Reines sublimiertes Yttrium und ein ca. 3 Kubikzentimeter großer Würfel. Alchemist-hp (talk)

Geschichte

Yttrium (von Ytterby, Grube in der Nähe der schwedischen Hauptstadt Stockholm) wurde 1794 von Johan Gadolin im Mineral Ytterbit entdeckt. 1824 stellte Friedrich Wöhler verunreinigtes Yttrium durch Reduktion von Yttriumchlorid mit Kalium her. Erst 1842 gelang Carl Gustav Mosander die Trennung des Yttriums von den Begleitelementen Erbium und Terbium.

Vorkommen

Yttrium kommt in der Natur nicht im elementaren Zustand vor. Yttriumhaltige Minerale (Yttererden) sind immer verschwistert mit anderen Seltenerdmetallen. Auch in Uranerzen kann es enthalten sein. Kommerziell abbauwürdig sind Monazitsande mit bis zu 3 % Yttrium sowie Bastnäsit mit 0,2 % Yttrium. Weiterhin ist es der Hauptbestandteil des Xenotim-(Y).

Große Monazitvorkommen, die Anfang des 19. Jahrhunderts in Brasilien und Indien entdeckt und ausgebeutet wurden, machten diese beiden Länder zu den Hauptproduzenten von Yttriumerzen. Erst die Eröffnung der Mountain Pass Mine in Californien, die bis in die 1990er Jahre große Mengen an Bastnäsit förderte, machte die USA zum Hauptproduzenten von Yttrium, obwohl der dort abgebaute Bastnäsit nur wenig Yttrium enthält. Seit der Schließung dieser Mine ist China mit mehr als 60% % der größte Produzent für Seltene Erden. Diese werden in Bayan Obo in der Inneren Mongolei und bei Maoniuping in Sichuan in China gewonnen.

Verwendung

• Reaktortechnik: Metallisches Yttrium wird in der Reaktortechnik für Rohre verwendet.
• Magnettechnik: Eine Yttrium-Cobalt-Legierung kann als Permanentmagnet genutzt werden.
• Metallurgie: In der Metallurgie werden geringe Yttriumzusätze zur Kornfeinung eingesetzt, zum Beispiel in Eisen-Chrom-Aluminium-Heizleiterlegierungen, Chrom-, Molybdän-, Titan- und Zirconiumlegierungen. In Aluminium- und Magnesiumlegierungen wirkt es festigkeitssteigernd.
• Yttrium findet als Material für Heizdrähte in Ionenquellen von Massenspektrometern Verwendung.

• Technisch wichtiger sind die oxidischen Yttriumverbindungen

  • Yttrium-Nitrat als Beschichtungsmaterial in einem Glühstrumpf
  • Yttrium-Aluminium-Granat (YAG) dient als Laserkristall
  • Yttrium-Eisengranat (YIG) als Mikrowellenfilter
  • Yttrium stabilisiertes Zirconiumdioxid als Festelektrolyt in Brennstoffzellen (SOFC, Solid Oxide Fuel Cell)

Die wichtigste Verwendung der Yttriumoxide und Yttriumoxidsulfide sind jedoch die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten in mit dreiwertigem Europium (rot) und Thulium (blau) dotierten Luminophoren (Leuchtstoffen) in Fernsehbildröhren, Leuchtstofflampen und Radarröhren.

Des Weiteren werden Yttrium-Keramiken und -Legierungen eingesetzt in

• Lambda-Sonden
• Supraleitern (z. B. Yttrium-Barium-Kupferoxid YBa₂Cu₃O_7–x)
• ODS-Legierungen
• Zündkerzen

• Medizintechnik: Als sogenannter "ß-Strahler" wird ⁹⁰Yttrium in der Nuklearmedizin zur Therapie eingesetzt, zum Beispiel zur Radiosynoviorthese.

Literatur

• Binder, H.H. (1999). Lexikon der chemischen Elemente, S. Hirzel Verlag, Stuttgart, ISBN 3-7776-0736-3.
• Cotton, Simon (2006). Lanthanide and actinide chemistry. John Wiley and Sons. pp.108–. ISBN 9780470010068. Retrieved 23 June 2011
• Cotton, S.A. (2006). Scandium, Yttrium & the Lanthanides: Inorganic & Coordination Chemistry
• Daane, A.H. (1968). Yttrium. In Hampel, Clifford, A. The Encyclopedia of the Chemical Elements. New York: Reinhold Book Corporation. pp.810–821. LCCN 68-29938.
• Emsley, John (2001). Yttrium". Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. Oxford, England, UK: Oxford Univ. Press. pp.495–498. ISBN 0-19-850340-7.
• Gadolin, J. (1794). Undersökning af en svart tung Stenart ifrån Ytterby Stenbrott i Roslagen. Kongl. Vetenskaps Academiens Nya Handlingar 15: 137–155.
• Greenwood, N.N.; Earnshaw, A. (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Oxford: Butterworth-Heinemann. ISBN 0-7506-3365-4.
• Hammond, C.R. (2008). Yttrium. In: The Elements. Fermi National Accelerator Laboratory. pp. 4–33. ISBN 0049100815.
• Heiserman, D.L. (1992). Element 39: Yttrium. Exploring Chemical Elements and their Compounds. New York: TAB Books. pp. 150–152. ISBN 0-8306-3018-X.
• Holleman, A.F.; Wiberg, E., Wiberg, N. (1985). Lehrbuch der Anorganischen Chemie (91–100 ed.). Walter de Gruyter. pp. 1056–1057. ISBN 3-11-007511-3.
• Kanazawa, Yasuo; Kamitani, Masaharu (2006). Rare earth minerals and resources in the world. J. Alloys and Compounds 408–412: 1339–1343.
• Morteani, G. (1991). The rare earths; their minerals, production and technical use. Eur.J. Min. 3 (4): 641–650.
• Mosander, C.G. (1843). Ueber die das Cerium begleitenden neuen Metalle Lathanium und Didymium, so wie über die mit der Yttererde vorkommen-den neuen Metalle Erbium und Terbium. Annalen der Physik und Chemie 60 (2): 297–315.
• Spencer, J.F. (1919). The Metals of the Rare Earths. New York: Longmans, Green, and Co. pp.135.
• Schumann, H.; Fedushkin, I. L. (2006). Scandium, Yttrium & The Lanthanides: Organometallic Chemistry. Encyclopedia of Inorganic Chemistry.
• Stwertka, Albert (1998). Yttrium. Guide to the Elements (Revised ed.). Oxford Univ. Press. pp.115–116. ISBN 0-19-508083-1.
• Wöhler, F. (1828). Ueber das Beryllium und Yttrium". Annalen der Physik 89 (8): 577–582.

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