İtriyum

İtriyum, ₃₉Y

İtriyum
Telaffuz	/ˈɪtriəm/ ​(IT-ree-əm)
Görünüm	gümüş beyazı
Standart atom ağırlığı Ar, std(Y)	7001889058400000000♠88.90584(1)
Periyodik tablodaki İtriyum
Sc ↑ Y ↓ La stronsiyum ← itriyum → zirkonyum
Atom numarası (Z)	39
Grup	3. grup
Period	periyot 5
Blok	d-blok
Element kategorisi	Geçiş metali
Elektron konfigürasyonu	[Kr] 4d1 5s2
Kabuk başına elektron	2, 8, 18, 9, 2
Fiziksel özellikler
STP de Faz	katı
Erime noktası	1799 K ​(1526 °C, ​2779 °F)
Kaynama noktası	3203 K ​(2930 °C, ​5306 °F)
Yoğunluk (r.t. yakın)	4.472 g/cm3
sıvı olduğunda ( m.p.)	4.24 g/cm3
Isı entalpisi	11.42 kJ/mol
Buharlaştırma ısı	363 kJ/mol
Molar ısı kapasitesi	26.53 J/(mol·K)
Buhar basıncı P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k at T (K) 1883 2075 (2320) (2627) (3036) (3607)
Atom özellikleri
Oksidasyon durumları	0, +1, +2, +3 (bir zayıf baz oksit)
Elektronegatiflik	Pauling ölçeği: 1.22
İyonlaşma enerjisi	1.: 600 kJ/mol 2.: 1180 kJ/mol 3.: 1980 kJ/mol
Atom yarıçapı	deneysel: 180 pm
Kovalent yarıçapı	190±7 pm
itriyum spektral çizgileri
Diğer özellikler
Kristal yapı	​yakın altıgen paketleme (hcp)
Sesin hızı kalay çubuk	3300 m/s (20 °C)
Termal Genleşme	α, poly: 10.6 µm/(m·K) (r.t.'nda)
Termal iletkenlik	17.2 W/(m·K)
Elektriksel direnç	α, poly: 596 nΩ·m (r.t.'nda)
Manyetik sıralama	paramanyetik
Manyetik alınganlık	+2.15·10−6 cm3/mol (2928 K)
Young modülü	63.5 GPa
Kayma modülü	25.6 GPa
Bulk modülü	41.2 GPa
Poisson oranı	0.243
Brinell sertliği	200–589 MPa
CAS Numarası	7440-65-5
Tarihçe
Adlandırma	öncesinde Ytterby (İsveçce) ve mineral ittbiti (gadolinit)
Keşfeden	Johan Gadolin (1794)
İlk izolasyon	Friedrich Wöhler (1838)
itriyum ana izotopları
İzo­top Bol­luk Half-life (t1/2) Bozunma modu Boz­unma 87Y syn 3.4 d ε 87Sr γ – 88Y syn 106.6 d ε 88Sr γ – 89Y 100% kararlı 90Y syn 2.7 d β− 90Zr γ – 91Y syn 58.5 d β− 91Zr γ –

İtriyum, sembolü Y ve atom numarası 39 olan kimyasal bir elementtir. Kimyasal olarak lantanitlere benzeyen gümüş-metalik bir geçiş metaldir ve genellikle "nadir toprak elementi" olarak sınıflandırılır. İtriyum neredeyse her zaman nadir toprak minerallerindeki lantanid elementleri ile birlikte bulunur ve doğada hiçbir zaman serbest bir element olarak bulunmaz. ⁸⁹Y tek kararlı izotop ve Dünya'nın kabuğunda bulunan tek izotoptur.

İtriyumun en önemli kullanımları LED'ler ve fosforlar, özellikle televizyon seti katot ışını tüpü ekranlarındaki kırmızı fosforlardır. İtriyum ayrıca elektrotların, elektrolitlerin, elektronik filtrelerin, lazerlerin, süperiletkenlerin, çeşitli tıbbi uygulamaların üretiminde ve özelliklerini geliştirmek için çeşitli malzemelerin izlenmesinde de kullanılır.

İtriyumun bilinen bir biyolojik rolü yoktur. İtriyum bileşiklerine maruz kalmak insanlarda akciğer hastalığına neden olabilir.

İsim tarihseldir ve 1787'de ünlü kimyager Arrhenius'un yeni bir mineral bulduğu ve ona ytterbite adını verdiği Ytterby köyünden gelir.

Karakteristikleri

Özellikleri

İtriyum, grup 3'te yumuşak, gümüş-metalik, parlak ve son derece kristalli bir geçiş metali. Periyodik eğilimlerden beklendiği gibi, önceki gruptan, skandiyumdan ve 5. periyodun bir sonraki üyesi olan zirkonyumdan daha az elektronegatif olandan daha az elektronegatiftir; buna ek olarak, kendi grubundaki halefi olan lantan için daha elektronegatiftir, lantanid kasılması nedeniyle daha sonraki lantanidlere elektronegatifliği aşmaktadır. İtriyum beşinci periyota ilk d-blok elementidir.

Saf element, yüzeyde oluşan koruyucu bir oksit (Y₂O₃) filminin pasifleştirilmesi nedeniyle havada kütlece nispeten kararlıdır. İtriyum su buharında 750 °C'ye ısıtıldığında bu film 10 µm kalınlığa ulaşabilir. Bununla birlikte, ince bir şekilde bölündüğünde, itriyum havada çok kararsızdır; metal talaşları veya dönüşleri 400 °C'yi aşan sıcaklıklarda havada tutuşabilir. Metal azot içinde 1000 °C'ye ısıtıldığında itriyum nitrür (YN) oluşur.

Lantanidlere benzerlik

İtriyumun lantanidlere olan benzerlikleri o kadar güçlüdür ki element tarihsel olarak onlarla nadir toprak elementi olarak gruplandırılmıştır ve doğada her zaman nadir toprak minerallerinde onlarla birlikte bulunur. Kimyasal olarak, itriyum bu elementleri periyodik tablodaki, skandiyumdaki komşusundan daha yakından andırır ve fiziksel özellikler atom numarasına karşı çizilirse, görünür bir sayı 64.5 ila 67.5 olacak ve lantanid gadolinyum ve erbium arasına yerleştirilecektir.

Ayrıca kimyasal reaktivitesinde terbiyum ve disprosuma benzeyen reaksiyon sırası için de aynı aralıktadır. İtriyum, ağır lantanid iyonlarının sözde 'itriyum grubuna' o kadar yakındır ki, çözelti içinde, onlardan biri gibi davranır. Lantanidler periyodik tablonun itriyumdan bir satır daha aşağı olmasına rağmen, atomik yarıçaptaki benzerlik lantanid kasılmasına atfedilebilir.

İtriyumun kimyası ile lantanidlerin kimyası arasındaki dikkate değer birkaç farktan biri itriyumun neredeyse tamamen üç değerlikli olmasına karşın, lantanidlerin yaklaşık yarısı üçten fazla değerliklere sahip olabilir; bununla birlikte, onbeş lantanitten sadece dördü sulu çözeltide (Ce^IV, Sm^II, Eu^II ve Yb^II) önemli olan bu birleşme değerliklerdir.

Bileşikler ve reaksiyonlar

Üç değerlikli bir geçiş metali olarak itriyum, değerlik elektronlarının üçünü de vererek genel olarak +3 oksidasyon durumunda çeşitli inorganik bileşikler oluşturur. Buna iyi bir örnek, altı koordinatlı beyaz bir katı olan yttria olarak da bilinen itriyum(III) oksittir (Y₂O₃).

İtriyum suda çözünmeyen bir florür, hidroksit ve oksalat oluşturur, ancak bromür, klorür, iyodür, nitrat ve sülfatın hepsi suda çözünür. Y³⁺ iyonu, d ve f elektron kabuklarında elektron bulunmaması nedeniyle çözeltide renksizdir.

Su itriyum ve bileşikleri ile kolayca Y₂O₃ oluşturmak üzere reaksiyona girer. Konsantre nitrik ve hidroflorik asitler itriyuma hızla saldırmaz, ancak diğer güçlü asitler de saldırır.

Halojenlerle, itriyum kabaca 200 °C'nin üzerindeki sıcaklıklarda itriyum(III) florür (YF₃), itriyum(III) klorür (YCl₃) ve itriyum (III) bromür (YBr₃) gibi trihalidler oluşturur. Benzer şekilde, karbon, fosfor, selenyum, silikon ve kükürt, yüksek sıcaklıklarda itriyum ile ikili bileşikler oluşturur.

Organoyttrium kimyası, karbon itriyum bağları içeren bileşiklerin incelenmesidir. Bunlardan birkaçı oksidasyon durumunda 0 itriye sahip olduğu bilinmektedir. (+2 durumu, klorür eriyiklerinde ve +1, gaz fazındaki oksit kümelerinde gözlenmiştir.) Bazı trimerizasyon reaksiyonları katalizör olarak organoyttrium bileşikleri ile üretildi. Bu sentezler, Y₂O₃ ve konsantre hidroklorik asit ve amonyum klorürden elde edilen bir başlangıç malzemesi olarak YCI₃'ü kullanır.

Boşluk, merkezi atoma bağlı bir ligandın bir grup bitişik atomunun koordinasyonunu tarif eden bir terimdir; Yunanca karakter eta, η ile gösterilir. İtriyum kompleksleri, karboranil ligandlarının bir η7-haptikliği yoluyla bir d0-metal merkezine bağlandığı komplekslerin ilk örnekleridir. Grafit araya ekleme bileşiklerinin grafit-Y veya grafit-Y2O3'ün buharlaştırılması, Y@C₈₂ gibi endohedral fullerenlerin oluşumuna yol açar. Elektron spin rezonans çalışmaları Y³⁺ ve (C₈₂)³⁻ iyon çiftlerinin oluşumunu gösterdi. Y₃C, Y₂C, ve YC₂ karbürleri, hidrokarbonlar oluşturmak için hidrolize edilebilir.

İzotoplar ve nükleosentez

Güneş Sistemindeki itriyum yıldız nükleosentezi yoluyla, çoğunlukla s-işlemi (≈72%) değil, aynı zamanda r-işlemi (≈28%) ile oluşturuldu. R süreci süpernova patlamaları sırasında daha hafif elementlerin hızlı nötron yakalama işleminden oluşur. S süreci, titreşen kırmızı dev yıldızların içindeki daha hafif elementlerin yavaş bir nötron yakalamasıdır.

İtriyum izotopları, nükleer patlamalarda ve nükleer reaktörlerde uranyumun nükleer fisyonunun en yaygın ürünleri arasındadır. Nükleer atık yönetimi bağlamında, itriyumun en önemli izotopları, 58.51 gün ve 64 saat yarılanma ömürleri ile sırasıyla ⁹¹Y ve ⁹⁰Y'dir. ⁹⁰Y'nin yarılanma ömrü kısa olmasına rağmen, uzun ömürlü ebeveyn izotopu, 29 yıllık yarılanma ömrüne sahip stronsiyum-90 (⁹⁰Sr) ile laik dengede bulunur.

Tüm grup 3 elementleri tek bir atom numarasına ve dolayısıyla az sayıda kararlı izotoplara sahiptir. Scandium'un bir kararlı izotopu vardır ve itriyumun kendisinde, doğal olarak oluşan tek izotop olan sadece bir kararlı izotop (⁸⁹Y) vardır. Bununla birlikte, lantanit nadir toprak, atom numarası ve birçok kararlı izotop içeren elementler içerir. İtriyum-89'un, kısmen diğer işlemler tarafından yaratılan izotopların elektron emisyonu (nötron → proton) tarafından bozunması için yeterli zaman sağlayan s-işlemi nedeniyle, daha bol olduğu düşünülmektedir. Böyle yavaş bir işlem, sırasıyla 50, 82 ve 126 nötronu olan alışılmadık derecede kararlı atom çekirdeğine sahip olan 90, 138 ve 208 civarında atom kütle numaralarına (A = protonlar + nötronlar) sahip izotopları tercih etme eğilimindedir. ⁸⁹Y'nin kütle sayısı 90'a yakındır ve çekirdeğinde 50 nötron vardır.

En az 32 sentetik itriyum izotopu gözlenmiştir ve bunlar atomik kütle sayısı 76 ila 108 arasında değişmektedir. Bunların en az kararlı olanı, 106Y'nin yarı ömrü ile >150 ns'dir (⁷⁶Y'nin yarı ömrü> 200 ns'dir) ve en kararlı olanı 106.626 günlük bir yarılanma ömrüne sahip ⁸⁸Y'dir. Sırasıyla 58.51 gün, 79.8 saat ve 64 saat yarılanma ömrüne sahip ⁹¹Y, ⁸⁷Y, ve ⁹⁰Y izotopları dışında, diğer tüm izotopların yarı ömrü bir günden az ve çoğu bir saatten azdır.

Kütle numaraları 88 olan veya altındaki itriyum izotopları, öncelikle pozitron emisyonu (proton → nötron) tarafından stronsiyum (Z = 38) izotopları oluşturmak üzere bozunur. Kütle numaraları 90'ın üstünde olan itriyum izotopları, zirkonyum (Z = 40) izotopları oluşturmak için öncelikle elektron emisyonu (nötron → proton) ile bozunur. Kütle sayısı 97 ve üzerinde olan izotopların minor gecikmeli nötron emisyonunun küçük bozulma yollarına sahip olduğu da bilinmektedir.

İtriyum, kütle sayısı 78 ila 102 arasında değişen en az 20 metastabil ("uyarılmış") izomere sahiptir. ⁸⁰Y ve ⁹⁷Y için çoklu uyarma durumları gözlenmiştir. İtriyum izomerlerinin çoğunun temel durumlarından daha az kararlı olması beklenirken, ^78mY, ^84mY, ^85mY, ^96mY, ^98m1Y, ^100mY, ve ^102mY yarılanma ömrüne sahiptir, çünkü bu izomerler izomerik değil beta bozunma ile bozulur.

Tarihçe

1787'de ordu teğmen ve yarı zamanlı kimyager Carl Axel Arrhenius, İsveç Ytterby köyü (şimdi Stockholm Takımadalarının bir parçası) yakınlarındaki eski bir taş ocağında ağır bir kara kaya buldu. Yeni keşfedilen element tungstenini içeren bilinmeyen bir mineral olduğunu düşünerek, ytterbite adını verdi ve analiz için çeşitli kimyagerlere örnekler gönderdi.

Åbo Üniversitesi'nden Johan Gadolin, 1789'da Arrhenius'un örneğinde yeni bir oksit (veya "toprak") tanımladı ve analizini 1794'te yayınladı. Anders Gustaf Ekeberg, 1797'de kimliğini doğruladı ve yeni oksit itriya adını verdi. Antoine Lavoisier'in kimyasal elementlerin ilk modern tanımını geliştirmesinden on yıllar sonra, dünyaların elementlerine indirgenebileceğine inanılıyordu, yani yeni bir dünyanın keşfi, içindeki elementin keşfine eşdeğerdi, bu durumda itriyum olmuştur.

Friedrich Wöhler, ilk olarak 1828'de itriyum klorür olduğuna inandığı uçucu bir klorürü potasyum ile reaksiyona sokarak metali izole etmekten geçer.

1843'te Carl Gustaf Mosander itriya örneklerinin üç oksit içerdiğini keşfetti: beyaz itriyum oksit (itriya), sarı terbiyum oksit (kafa karıştırıcı bir şekilde buna 'erbia' denir) ve gül renkli erbium oksit (zaman zaman 'terbia' denir). Dördüncü bir oksit, itterbiyum oksit, 1878'de Jean Charles Galissard de Marignac tarafından izole edildi. Daha sonra bu oksitlerin her birinden yeni elementler izole edildi ve her bir element, Ytterby'den sonra, bulundukları taş ocağının yakınındaki köy olarak adlandırıldı (bkz. İtterbiyum, terbiyum ve erbium). Takip eden yıllarda, "Gadolin'in itriyasında" yedi yeni metal daha keşfedildi. Yttria'nın bir oksit değil bir mineral olduğu tespit edildiğinden, Martin Heinrich Klaproth, Gadolin onuruna gadolinit olarak yeniden adlandırdı.

1920'lerin başına kadar, element için kimyasal sembol Yt kullanıldı, ardından Y ortak kullanıma girdi.

1987 yılında itriyum baryum bakır oksidin yüksek sıcaklıkta süperiletkenlik sağladığı bulunmuştur. Bu özelliği sergilediği bilinen sadece ikinci malzemeydi ve azotun (ekonomik olarak önemli) kaynama noktasının üzerinde süperiletkenliğe ulaşan bilinen ilk malzemeydi.

Oluşum

Bolluk

İtriyum en nadir toprak minerallerinde bulunur, bazı uranyum cevherlerinde bulunur, ancak asla yerkabuğunda serbest bir element olarak bulunmaz. Yerkabuğunun yaklaşık 31 ppm itriyum olup, gümüşten 400 kat daha yaygın olan 28. en bol elementtir. İtriyum toprakta 10 ila 150 ppm (kuru ağırlık ortalaması 23 ppm) arasındaki konsantrasyonlarda ve deniz suyunda 9 ppt'de bulunur. Amerikan Apollo Projesi sırasında toplanan ay kaya örnekleri nispeten yüksek itriyum içeriğine sahiptir.

İtriyumun bilinen bir biyolojik rolü yoktur, ancak hepsinde olmasa da çoğunda organizmalar bulunur ve insanların karaciğer, böbrek, dalak, akciğerler ve kemiklerinde konsantre olma eğilimindedir. Normal olarak, tüm insan vücudunda 0.5 miligram kadar az bulunur; anne sütü 4 ppm içerir. İtriyum, yenilebilir bitkilerde 20 ppm ile 100 ppm (taze ağırlık) arasındaki konsantrasyonlarda bulunabilir ve en yüksek miktarda lahanada bulunur. 700 ppm kadar, odunsu bitki tohumları bilinen en yüksek konsantrasyonlara sahiptir.

Nisan 2018 itibariyle, küçük bir Japon adasında çok büyük nadir toprak elementleri rezervinin keşfedildiğine dair raporlar var. Bilimsel Raporlarda yayınlanan bir araştırmaya göre, Marcus Adası olarak da bilinen Minami-Torishima Adası, nadir toprak elementleri ve itriyum (REY) için "muazzam potansiyele" sahip olarak tanımlanıyor. “Bu REY zengini çamur, mevcut muazzam miktar ve avantajlı mineralojik özellikleri nedeniyle nadir toprak metal kaynağı olarak büyük bir potansiyele sahip” diyor. Çalışma, 16 milyon tondan fazla nadir toprak elementinin "yakın gelecekte sömürülebileceğini" gösteriyor. Kamera mercekleri ve cep telefonu ekranları gibi ürünlerde kullanılan itriyum (Y) dahil olmak üzere bulunan nadir toprak elementleri şunlardır: Europium (AB), Terbium (Tb) ve Disporsiyum (Dy).

Üretim

İtriyum kimyasal olarak lantanidlere çok benzediğinden, aynı cevherlerde (nadir toprak mineralleri) oluşur ve aynı arıtma işlemleriyle çıkarılır. Işık (LREE) ve ağır nadir toprak elementleri (HREE) arasında hafif bir ayrım görülür, ancak ayrım mükemmel değildir. İtriyum, daha küçük bir atom kütlesine sahip olmasına rağmen, iyon büyüklüğü nedeniyle HREE grubunda konsantre edilir.

Karışık oksit cevherlerinden saf itriyum elde etmek için bir yöntem, oksidi sülfürik asit içinde çözündürmek ve iyon değişim kromatografisi ile parçalamaktır. Oksalik asit ilavesiyle itriyum oksalat çökelir. Oksalat, oksijen altında ısıtılarak okside dönüştürülür. Elde edilen itriyum oksidin hidrojen florür ile reaksiyona sokulmasıyla itriyum florür elde edilir. Kuaterner amonyum tuzları ekstraktan olarak kullanıldığında, itriyumun çoğu sulu fazda kalacaktır. Karşı iyon nitrat olduğunda, hafif lantanidler çıkarılır ve karşı iyon tiyosiyanat olduğunda, ağır lantanidler çıkarılır. Bu şekilde, %99.999 saflıkta itriyum tuzları elde edilir. İtriyumun üçte iki ağır lantanit olan bir karışımda olduğu olağan durumda, geri kalan elemanların ayrılmasını kolaylaştırmak için itriyum en kısa zamanda çıkarılmalıdır.

Dünyada yıllık itriyum oksit üretimi 2001 yılına kadar 600 tona ulaştı; 2014 yılına kadar 7.000 tona yükselmişti. Küresel itriyum oksit rezervlerinin 2014 yılında 500.000 tondan fazla olduğu tahmin edilmektedir. Bu rezervlerin önde gelen ülkeleri Avustralya, Brezilya, Çin, Hindistan ve ABD'dir. Her yıl itriyum florürü kalsiyum magnezyum alaşımlı bir metal süngere indirgeyerek sadece birkaç ton itriyum metali üretilir. İtriyumun erimesi için 1.600 °C'den yüksek bir ark fırınının sıcaklığı yeterlidir.

Uygulamalar

Tüketici

triyum, CRT televizyonlarında kırmızı rengi yapmak için kullanılan unsurlardan biridir.

Renkli televizyon katot ışını tüplerinin kırmızı bileşeni tipik olarak yttria (Y₂O₃) veya itriyum oksit sülfür (Y₂O₂S) konakçı kafesinden yttria (III) katyonu (Eu³⁺) fosforları ile katılır. Kırmızı renk kendisi öropyumdan yayılırken itriyum elektron tabancasından enerji toplar ve fosfora iletir. İtriyum bileşikleri, farklı lantanid katyonları ile doping için konak kafesler olarak kullanılabilir. Tb³⁺, yeşil lüminesans üretmek için bir doping ajanı olarak kullanılabilir. İtriyum alüminyum garnet (YAG) gibi itriyum bileşikleri fosforlar için faydalıdır ve beyaz LED'lerin önemli bir bileşenidir.

Yttria, gözenekli silikon nitrür üretiminde sinterleme katkı maddesi olarak kullanılır.

İtriyum bileşikleri, etilen polimerizasyonu için bir katalizör olarak kullanılır. Metal olarak itriyum, bazı yüksek performanslı bujilerin elektrotlarında kullanılır. İtriyum, radyoaktif olan toryum yerine, propan fenerler için gaz mantolarında kullanılır. Şu anda geliştirme aşamasında, katı bir elektrolit ve otomobil egzoz sistemlerinde bir oksijen sensörü olarak itriyum stabilize zirkonya bulunmaktadır.

Şu anda geliştirme aşamasında, katı bir elektrolit ve otomobil egzoz sistemlerinde oksijen sensörü olarak itriyum stabilize zirkonya bulunmaktadır.

Garnets

Nd: 0.5 cm çapında YAG lazer çubuğu

İtriyum, çok çeşitli sentetik garnetlerin üretiminde kullanılır ve itriya, son zamanlarda manyetik etkileşimlerin daha karmaşık ve daha uzun olduğu gösterilen çok etkili mikrodalga filtreler olan itriyum demir garnetlerini (Y₃Fe₅O₁₂, ayrıca "YIG") yapmak için kullanılır. İtriyum, demir, alüminyum ve gadolinyum garnetlerin (örn. Y₃(Fe,Al)₅O₁₂ ve Y₃(Fe,Ga)₅O₁₂) önemli manyetik özelliklere sahiptir. YIG ayrıca akustik enerji vericisi ve dönüştürücüsü olarak da çok verimlidir. İtriyum alüminyum garnet (Y₃Al₅O₁₂ veya YAG) 8.5 sertliğe sahiptir ve ayrıca mücevherlerde (simüle elmas) değerli taş olarak kullanılır. Seryum katkılı itriyum alüminyum granat (YAG: Ce) kristalleri, beyaz LED'leri yapmak için fosforlar olarak kullanılır.

YAG, itriya, itriyum lityum florür (LiYF₄) ve itriyum ortovanadat (YVO₄), yakın kızıl ötesi lazerlerde neodim, erbium, itterbiyum gibi katkı maddeleri ile kombinasyon halinde kullanılır. YAG lazerleri yüksek güçte çalışabilir ve metal delme ve kesme için kullanılır. Katkılı YAG'ın tek kristalleri normalde Czochralski işlemi ile üretilir.

Malzeme arttırıcı

Krom, molibden, titanyum ve zirkonyumun tane boyutlarını azaltmak için az miktarda itriyum (% 0.1 ila 0.2) kullanılmıştır. İtriyum, alüminyum ve magnezyum alaşımlarının mukavemetini arttırmak için kullanılır. Alaşımlara itriyum eklenmesi genellikle işlenebilirliği arttırır, yüksek sıcaklıkta yeniden kristalleşmeye direnç ekler ve yüksek sıcaklıkta oksidasyona karşı direnci önemli ölçüde artırır.

İtriyum, vanadyum ve diğer demir dışı metalleri oksijeni gidermek için kullanılabilir. Yttria mücevherdeki zirkonya kübik formunu dengeler.

İtriyum, süneklik ve yorgunluk direncini arttırmak için grafitin pullar yerine kompakt nodüller halinde oluşturduğu sünek dökme demirde bir nodülizör olarak incelenmiştir. Yüksek bir erime noktasına sahip olan itriyum oksit, bazı seramik ve camlarda şok direnci ve düşük termal genleşme özellikleri kazandırmak için kullanılır. Aynı özellikler bu camı kamera lenslerinde de kullanışlı hale getirir.

Tıbbi

Radyoaktif izotop itriyum-90, Lenfoma, lösemi, karaciğer, yumurtalık, kolorektal, pankreas ve kemik kanserleri dahil olmak üzere çeşitli kanserlerin tedavisi için Yttrium Y 90-DOTA-tyr3-oktreotid ve Yttrium Y 90 ibritumomab tiuxetan gibi ilaçlarda kullanılır. Monoklonal antikorlara yapışarak çalışır, bu da kanser hücrelerine bağlanır ve bunları itriyum-90'dan yoğun β-radyasyon yoluyla öldürür (bkz. Monoklonal antikor tedavisi).

Hepatoselüler karsinom ve karaciğer metastazını tedavi etmek için radyoembolizasyon adı verilen bir teknik kullanılır. Radyoembolizasyon, radyoaktif itriyum-90 içeren cam veya reçineden milyonlarca küçük boncuk kullanan düşük toksisite, hedeflenmiş karaciğer kanseri tedavisidir. Radyoaktif mikroküreler doğrudan spesifik karaciğer tümörleri / segmentleri veya lobları besleyen kan damarlarına verilir. Minimal invazivdir ve hastalar genellikle birkaç saat sonra taburcu edilebilir. Bu prosedür, tüm karaciğerdeki tüm tümörleri ortadan kaldırmayabilir, ancak bir seferde bir segment veya bir lob üzerinde çalışır ve birden fazla prosedür gerektirebilir.

Ayrıca kombine siroz ve Hepatoselüler karsinom durumunda Radyoembolizasyona bakınız.

Neşterlerden daha kesin olarak kesilebilen itriyum-90'dan yapılmış iğneler, omurilikte ağrı ileten sinirleri ayırmak için kullanılmıştır ve itriyum-90, iltihaplı eklemlerin, özellikle dizlerin tedavisinde romatoid artrit gibi durumlardan muzdarip radyonüklid sinovektomiyi gerçekleştirmek için de kullanılmaktadır.

Kollateral sinir ve doku hasarını azaltmak için köpeklerde deneysel, robot destekli bir radikal prostatektomide neodimik katkılı itriyum-alüminyum-garnet lazer kullanılmış ve kozmetik cilt yenileme için erbium katkılı lazerler kullanılmaktadır.

Süperiletkenler

YBCO süperiletken

İtriyum 1987 yılında Alabama Üniversitesi ve Houston Üniversitesi'nde geliştirilen itriyum baryum bakır oksit (YBa₂Cu₃O₇, 'YBCO' veya '1-2-3') süperiletkeninde önemli bir bileşendir. Bu süperiletken dikkate değerdir çünkü çalışma süperiletkenlik sıcaklığı sıvı azotun kaynama noktasının (77.1 K) üzerindedir. Sıvı azot, metalik süperiletkenler için gereken sıvı helyumdan daha ucuz olduğu için, uygulamaların işletme maliyetleri daha az olacaktır.

Gerçek süperiletken malzeme genellikle YBa₂Cu₃O_7–d olarak yazılır; burada süper iletkenlik için d, 0.7'den az olmalıdır. Bunun nedeni hala net değil, ancak boş yerlerin sadece kristalin belirli yerlerinde, bakır oksit düzlemlerinde, ve bakır atomlarının kendine özgü bir oksidasyon durumuna yol açan zincirler, bu da bir şekilde süper iletken davranışa yol açar.

Düşük sıcaklık süper iletkenliği teorisi, 1957 BCS teorisinden beri iyi anlaşılmıştır. Bir kristal kafes içindeki iki elektron arasındaki etkileşimin özelliğine dayanır. Bununla birlikte, BCS teorisi yüksek sıcaklık süper iletkenliğini açıklamaz ve hassas mekanizması hala bir gizemdir. Bilinen şey, bakır-oksit malzemelerinin bileşiminin süperiletkenliğin meydana gelmesi için tam olarak kontrol edilmesi gerektiğidir.

Bu süperiletken, siyah ve yeşil, çok kristalli, çok fazlı bir mineraldir. Araştırmacılar, pratik bir yüksek sıcaklık süper iletken geliştirmeyi umarak, bu elementlerin alternatif kombinasyonları olan perovskitler olarak bilinen bir malzeme sınıfı üzerinde çalışıyorlar.

Lityum piller

İtriyum, bazı Lityum demir fosfat pilin (LFP) katotlarında küçük miktarlarda kullanılır ve daha sonra yaygın olarak LiFeYPO₄ kimyası veya LYP olarak adlandırılır. LFP'ye benzer şekilde, LYP piller yüksek enerji yoğunluğu, iyi güvenlik ve uzun ömür sunar. Ancak LYP, katotun fiziksel yapısını, özellikle yüksek sıcaklıklarda ve daha yüksek şarj / deşarj akımında koruyarak, daha yüksek katot kararlılığı sunar ve pil ömrünü uzatır. LYP aküler, sabit uygulamalarda (şebeke dışı güneş sistemleri), elektrikli araçlarda (bazı otomobiller) ve LFP akülerine benzer diğer uygulamalarda (denizaltılar, gemiler), ancak genellikle gelişmiş güvenlik ve çevrim ömrü sürelerinde kullanılır. LYP hücreleri esasen LFP ile aynı nominal gerilime, 3.25V'a ve çok benzer şarj ve deşarj karakteristiğine sahiptir. LFP pillerinin büyük üreticisi Winston ve Thunder Sky markalarıyla Shenzhen Smart Lion Power Battery Limited'dir.

Diğer uygulamalar

2009 yılında, Profesör Mas Subramanian ve Oregon Eyalet Üniversitesi'ndeki ortaklar itriyumun indiyum ile birleştirilebileceğini keşfettiler ve manganezin 200 yıl içinde keşfedilen ilk yeni mavi pigment olan yoğun mavi, toksik olmayan, etkisiz, solmaya karşı dirençli bir pigment, YInMn mavisi oluşturmak için kullanıldı.

Önlemler

İtriyumun şu anda biyolojik bir rolü yoktur ve insanlar ve diğer hayvanlar için oldukça toksik olabilir.

Suda çözünür itriyum bileşikleri hafif toksik olarak kabul edilirken çözünmez bileşikleri toksik değildir. Hayvanlar üzerinde yapılan deneylerde itriyum ve bileşikleri akciğer ve karaciğer hasarına neden olmuştur, ancak toksisite farklı itriyum bileşikleriyle değişmektedir. Sıçanlarda itriyum sitratın solunması pulmoner ödem ve nefes darlığına neden olurken, itriyum klorürün solunması karaciğer ödemine, plevral efüzyonlara ve pulmoner hiperemiye neden olur.

İnsanlarda itriyum bileşiklerine maruz kalmak akciğer hastalığına neden olabilir.

Havadaki itriyum europium vanadate tozuna maruz kalan işçiler hafif göz, cilt ve üst solunum yolu tahrişine maruz kalmıştır - buna rağmen itriyum yerine vanadyum içeriği neden olabilir. İtriyum bileşiklerine akut maruziyet nefes darlığına, öksürüğe, göğüs ağrısına ve siyanozlara neden olabilir. İş Sağlığı ve Güvenliği İdaresi (OSHA), işyerindeki itriya maruz kalmayı 8 saatlik bir iş günü boyunca 1 mg/m3 ile sınırlar. Ulusal İş Sağlığı ve Güvenliği Enstitüsü (NIOSH) tarafından önerilen maruz kalma limiti (REL) 8 saatlik iş günü boyunca 1 mg/m³'tür. 500 mg/m³ seviyelerinde itriyum yaşam ve sağlık için hemen tehlikelidir. İtriyum tozu yanıcıdır.