Chủ đề về chất siêu dẫn gần đây lại được nhắc đến. Khi một vật liệu ở dưới một nhiệt độ nhất định, điện trở của nó trở thành bằng không, đó chính là hiện tượng siêu dẫn.
Giới thiệu
Thực tế, vào năm 1986, các nhà khoa học Muller và Bednortz tại phòng thí nghiệm của IBM ở Thụy Sĩ đã phát hiện ra một loạt các vật liệu gốm thể hiện tính siêu dẫn ở 35 K. Năm sau, các nhà khoa học từ Đại học Alabama và Đại học Houston đã chứng minh rằng yttrium barium copper oxide (YBCO) thể hiện tính siêu dẫn ở 93 K, nghĩa là nó dẫn điện mà không bị mất năng lượng. YBCO, với công thức hóa học YBa₂Cu₃O₇, là một chất siêu dẫn nhiệt độ cao có giá trị thực tiễn, thường được gọi tắt là YBCO, và thuộc nhóm chất siêu dẫn loại II.
Vật liệu siêu dẫn này chứa nguyên tố đất hiếm yttrium (Y), thực tế chỉ có mặt với lượng rất nhỏ trong vỏ Trái Đất. Hầu hết yttrium kim loại đến từ cát monazit. Tuy nhiên, những mẫu đá mà các phi hành gia Apollo mang về Trái Đất từ Mặt Trăng lại chứa một lượng lớn yttrium, điều này khá bất ngờ.
Tôi nghe nói rằng tên gọi yttrium xuất phát từ ngôi làng nhỏ Ytterby của Thụy Sĩ, nơi Gadolin lần đầu tiên xác định được nguyên tố này vào năm 1789. Điều thú vị là, một số nguyên tố khác cũng được đặt tên theo ngôi làng này. Yttrium cũng có thể được sử dụng trong laser trạng thái rắn; ví dụ, yttrium nhôm garnet (thường được gọi là YAG) tăng cường năng lượng ánh sáng, tạo ra bức xạ có dải bước sóng hẹp và công suất laser đầu ra cao, rất hữu ích trong việc khoan và cắt kim loại.
釔 Y
原子序數： 39
Khối lượng nguyên tử: 88,905838 u
Cấu trúc điện tử: [Kr] 4d¹ 5s²
- Yttrium có cấu hình electron tương tự như scandium (Sc), titanium (Ti) và zirconium (Zr), và thuộc nhóm các nguyên tố kim loại chuyển tiếp ở chu kỳ thứ năm.
Tính chất vật lý
Hình thức bên ngoài: Yttrium là một kim loại màu trắng bạc, đôi khi có sắc xám.
Khối lượng riêng: 4,472 g/cm³ (ở nhiệt độ phòng)
Điểm nóng chảy: 1523 °C
Điểm sôi: 3337 °C
Độ cứng: 3.0 – 3.5 (độ cứng Mohs)
Tính chất từ tính: Ở nhiệt độ phòng, yttrium là chất nghịch từ, nghĩa là nó không có từ tính.
Tính chất hóa học
- Yttrium là một kim loại phản ứng mạnh, có thể tạo thành nhiều hợp chất khác nhau với oxy, lưu huỳnh, nitơ và các nguyên tố khác.
- Nó bị oxy hóa nhanh chóng trong không khí, tạo thành một lớp bảo vệ là oxit yttrium (Y2O3).
Các lĩnh vực ứng dụng của Yttrium:
Vì việc đạt được nhiệt độ quá thấp là không khả thi, các nhà khoa học đang nỗ lực hết sức để tìm ra các vật liệu có thể thể hiện tính siêu dẫn ở nhiệt độ phòng. Đặc biệt, nếu phát hiện ra các vật liệu có nhiệt độ tới hạn cao hơn, trạng thái siêu dẫn này có thể đạt được ở nhiệt độ dễ dàng hơn, giúp ứng dụng công nghiệp trở nên khả thi hơn.
- Các ứng dụng chính của Yttrium bao gồm việc sử dụng nó trong các hợp kim, đặc biệt là các hợp kim cường độ cao, chẳng hạn như những hợp kim được sử dụng trong các bộ phận động cơ hàng không vũ trụ và ô tô.
- Nó cũng được sử dụng để sản xuất các loại kính và gốm sứ đặc biệt, chẳng hạn như tinh thể laser YAG (yttrium nhôm garnet).
- Trong công nghệ chiếu sáng và màn hình LED, các hợp chất yttrium được sử dụng làm chất phát quang có khả năng phát ra ánh sáng nhiều màu sắc khác nhau.
- Ứng dụng của yttrium trong chẩn đoán hình ảnh y tế, chẳng hạn như việc sử dụng nó trong chất tương phản MRI.
