Samarium : Propriétés et utilisations des éléments
Description du Samarium
Le samarium est un métal de terre rare d'aspect argenté et de dureté modérée. Il est connu pour ses propriétés magnétiques, optiques et catalytiques.
Présentation de l'élément
Lesamarium est un élément fascinant qui appartient à la série des lanthanides du tableau périodique. Ce métal de terre rare, dont le symbole chimique est Sm et le numéro atomique 62, a été découvert à la fin du 19e siècle. Le samarium se trouve généralement dans des minéraux tels que la monazite et la bastnasite. Le processus d'extraction fait appel à des techniques de séparation sophistiquées qui permettent d'obtenir une forme hautement purifiée du métal.
Description des propriétés chimiques
Les propriétés chimiques du samarium le distinguent de beaucoup d'autres éléments de terres rares. Existant généralement à l'état d'oxydation +3, le samarium forme des composés stables avec l'oxygène et divers non-métaux.
Dans des conditions ambiantes, le samarium réagit avec l'air, produisant une fine couche d'oxyde qui le protège de la corrosion. Cette auto-passivation est un attribut souhaitable dans de nombreux processus industriels.
Tableau de données sur les propriétés physiques
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Propriété |
Valeur |
Unité |
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Nombre atomique |
62 |
- |
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Poids atomique |
150.36 |
g/mol |
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Densité |
7.35 |
g/cm³ |
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Point de fusion |
1072 |
°C |
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Point d'ébullition |
1900 |
°C |
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Structure cristalline |
Hexagonale |
- |
Propriétés magnétiques et optiques du samarium
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Propriété |
Valeur |
Unité |
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Ordre magnétique |
Ferromagnétique |
- |
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Température de Curie |
~1070 |
K |
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Magnétisation |
1.0 |
μB (magnétons de Bohr) |
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Coercivité |
élevée |
- |
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Moment magnétique |
0.2-0.3 |
μB |
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Produit d'énergie magnétique (aimants SmCo) |
~200-250 |
kJ/m³ |
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Propriété |
Valeur |
Unité de mesure |
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Couleur |
jaunâtre |
- |
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Plage d'absorption |
400-700 |
nm (spectre visible) |
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Luminescence |
Forte fluorescence rouge-orange |
- |
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Spectre d'émission |
600-700 |
nm |
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Longueur d'onde d'excitation |
400-500 |
nm |
Pour plus d'informations, veuillez consulter le site Stanford Advanced Materials (SAM).
Utilisations courantes
Le samarium trouve plusieurs utilisations courantes dans l'industrie et la technologie modernes. L'une de ses applications les plus importantes est la fabrication d'aimants en samarium-cobalt, réputés pour leur stabilité à haute température et leur résistance à la démagnétisation. Ces aimants sont essentiels dans les moteurs électriques, les composants aérospatiaux et divers systèmes militaires.
Le samarium joue également un rôle essentiel dans les réacteurs nucléaires, en tant qu'absorbeur de neutrons qui améliore la sécurité et l'efficacité de la production d'énergie nucléaire. Ses applications s'étendent également aux lasers et à certaines techniques d'imagerie médicale. La polyvalence du samarium a donné lieu à des recherches continues, ce qui permet d'élargir ses utilisations courantes dans les secteurs de la haute technologie et de l'industrie.
Méthodes de préparation
Le processus de production commence par l'extraction des minerais de terres rares qui contiennent cet élément. Une fois le minerai recueilli, une séparation mécanique est utilisée pour concentrer le matériau, suivie de techniques chimiques telles que l'échange d'ions et l'extraction par solvant pour isoler le samarium des autres éléments. Après l'isolement, des processus de réduction sont appliqués pour convertir le composé en sa forme métallique. Ces méthodes de préparation ont été affinées au fil des décennies pour maximiser le rendement tout en minimisant l'impact sur l'environnement.
Questions fréquemment posées
Qu'est-ce que le samarium ?
Le samarium est un métal de terre rare connu pour ses propriétés chimiques et physiques uniques, qui trouve de nombreuses applications dans les aimants et les produits industriels de pointe.
Comment le samarium est-il extrait des minerais naturels ?
Il est extrait de minéraux tels que la monazite et la bastnasite par séparation mécanique suivie de techniques d'échange d'ions et d'extraction par solvant.
Quelles sont les principales applications du samarium ?
Le samarium est largement utilisé dans la production d'aimants en samarium-cobalt, de composants de réacteurs nucléaires et d'alliages avancés, entre autres utilisations de haute technologie.
Le samarium peut-il être utilisé dans des applications médicales ?
Oui, certains isotopes du samarium sont utilisés dans le traitement du cancer et l'imagerie médicale, en raison de leurs propriétés radioactives contrôlées.
Pourquoi le samarium est-il important pour la technologie moderne ?
Son état d'oxydation stable et ses caractéristiques physiques uniques le rendent essentiel à la production de matériaux durables pour des applications de haute performance dans divers domaines technologiques.
