Празеодим в слитках ПрМ-2 в Минске

Празеодим в слитках ПрМ-2: технические характеристики и области применения

Празеодим в слитках ПрМ-2 — редкоземельный металл церувой подгруппы, поставляемый в виде компактных слитков, полученных вакуумно-дуговым или индукционным плавлением. Марка ПрМ-2 регламентирует содержание основного элемента не менее 99,5 % (Pr + Nd суммарно с преобладанием празеодима), что соответствует требованиям к шихте для прецизионных магнитострикционных и оптических материалов. Металл относится к лантаноидам с электронной конфигурацией 4f6s, атомным номером 59 и плотностью 6,77 г/см.

Слитки ПрМ-2 отличаются характерным светло-жёлтым оттенком поверхности и склонностью к образованию плотной оксидной плёнки PrO при контакте с атмосферой. Температура плавления празеодима — 931 C, температура кипения — 3520 C. Металл парамагнитен при комнатной температуре и переходит в антиферромагнитное состояние ниже 8,5 К. Теплопроводность слитка составляет 12,5 Вт/(мК), удельное электрическое сопротивление — 0,70 мкОмм.

Технические параметры марки ПрМ-2

Структура и физико-химические свойства

Кристаллическая решётка празеодима при нормальных условиях — гексагональная плотноупакованная (ГПУ) с параметрами a = 0,3672 нм, c = 1,1832 нм. При нагреве выше 795 C наблюдается полиморфное превращение в объёмно-центрированную кубическую (ОЦК) модификацию. Слитки ПрМ-2 имеют столбчатую или равноосную макроструктуру в зависимости от скорости кристаллизации при литье.

Празеодим активно взаимодействует с водородом, образуя гидриды PrH и PrH, что требует хранения слитков в среде инертного газа или под слоем минерального масла. Реакция с кислородом воздуха начинается уже при 300–400 C с образованием оксидов переменного состава. Во влажной атмосфере возможно образование гидроксида Pr(OH).

• Магнитная восприимчивость при 300 К — 4,3 10
• Температура Нееля — 8,5 К
• Модуль упругости — 37,3 ГПа
• Твёрдость по Бринеллю — 45–55 HB
• Относительное удлинение — 15–20 %

Области применения слитков ПрМ-2

Основное потребление празеодима марки ПрМ-2 сосредоточено в производстве высокоэнергетических постоянных магнитов системы Nd–Fe–B, где празеодим частично замещает неодим, повышая коэрцитивную силу и температурную стабильность магнитного потока. Слитки используются как шихтовая заготовка для вакуумно-индукционной плавки в тиглях из оксида алюминия или нитрида бора.

• Производство магнитов Nd–Pr–Fe–B для тяговых электродвигателей и ветрогенераторов
• Легирование магнитострикционных сплавов на основе терфенола-D
• Синтез люминофоров для светодиодных матриц и газоразрядных ламп
• Варка оптических стёкол с высоким показателем преломления для объективов
• Модифицирование алюминиевых и магниевых литейных сплавов
• Изготовление мишеней для магнетронного напыления функциональных покрытий

Условия хранения и транспортировки

Слитки ПрМ-2 поставляются в герметичной таре с заполнением аргоном высокой чистоты (не ниже 99,99 %). При вскрытии упаковки рекомендуется немедленная загрузка в вакуумную печь или инертную камеру с контролируемой атмосферой (Ar или He). Длительный контакт с воздухом приводит к окислению поверхности и требует механической зачистки перед плавкой.

Транспортировка осуществляется всеми видами закрытого транспорта в соответствии с правилами перевозки редкоземельных металлов. Слитки не относятся к опасным грузам, однако требуют защиты от влаги и прямого контакта с кислотами. Температурный режим хранения — от –20 C до +40 C при относительной влажности не выше 70 %.

Вопросы и ответы