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イットリウム
Y 39

イットリウム Yttrium

イットリウム(イットリウム)は化学元素であり、元素記号 Y、原子番号 39 である。銀灰色の柔らかい遷移金属で、軽稀土類に属する。イットリウムの最大の工業用途はイットリウム安定化ジルコニア(YSZ)である——ジルコニアに 3-8% の酸化イットリウムを添加すると安定な正方晶構造が形成され、セラミックナイフ、歯科用セラミック、固体酸化物型燃料電池電解質に広く使用される。YAG(イットリウムアルミニウムガーネット)は固体レーザーの核心的利得媒体である。

遷移金属 USGS 2025 銀白色
原子番号 39Z
原子量 88.906u
価電子 2
電子配置 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d1
密度
4.47g/cm³
融点
1526°C
地殻存在量
33.0ppm
年間生産量
10000tonnes Y2O3
リサイクル率
低い

なぜ使われるか

イットリウムは地球の地殻で29番目に豊富な元素(鉛やスズより豊富)である——「希土類」として分類されるため、ハイテク製造に重要な鉱物となっている。その独特の高い融点と高温超伝導体のペロブスカイト結晶構造を安定させる能力により、MRI磁石と通信に代替不能となっている。

用途

LEDPhosphorsCeramicsSuperconductors

用途の詳細単体と化合物の用途

元素単体の主な用途

イットリウムは希土類元素の中でも比較的広く分布する元素の一つであり、希土類に分類されながら、発光・セラミックス・超伝導においてかけがえのない位置を占めている。白色LEDでの中心的な役割は黄色蛍光体であり、セリウム付活イットリウムアルミニウムガーネット(YAG:Ce)は青色チップが放つ青色光を吸収して黄色に変換し、残りの青色と混ざって白色LED照明を生み出す――これが今日の主流な省エネ照明方式である。セラミックスでは、イットリア安定化ジルコニア(YSZ)が酸化イットリウムでジルコニアの結晶形を安定化させ、人工関節、切削工具、固体酸化物形燃料電池の電解質に使われる高強度・高靭性構造用セラミックスを作る。超伝導では、イットリウムバリウム銅酸化物(YBCO)は液体窒素温度で動作する重要な高温超伝導体であり、超電導ケーブル、リニアモーターカー、超電導限流器の研究開発に使われる。イットリウムはさらに特殊ガラス、自動車排ガス触媒、原子炉の中性子吸収材料にも用いられる。

主な化合物とその用途

酸化イットリウム(Y2O3)は主要なイットリウム化合物であり、希土類発光材料や構造セラミックスの添加剤として、また光学ガラスの脱色剤・ドーパントとして使われる。塩化イットリウム(YCl3)は金属イットリウムや他のイットリウム化合物を調製する中間物であり、触媒や有機合成研究にも用いられる。イットリウムバリウム銅酸化物(YBa2Cu3O7、すなわちYBCO)は液体窒素温度で動作する代表的な高温超伝導体であり、超電導薄膜、線材、強磁石研究に用いられ、高温超伝導を工学的に実現するためのコア材料である。イットリウムアルミニウムガーネット(YAG)、すなわちY3Al5O12は、セリウムを付活すると白色LEDの黄色蛍光体の母体材料となり、ネオジムを付活するとNd:YAGレーザー結晶となって、産業・医療・研究用レーザーに広く使われる。

元素小史

1794年にヨハン・ガドリンがイッテルバイト鉱物から新しい元素の酸化物を単離した際に発見された。1828年にフリードリヒ・ヴェーラーが塩化イットリウムをカリウムで還元して金属イットリウムとして単離した。遷移金属であるにもかかわらず、ランタニドと鉱石中に共存し化学的挙動が似ていることから希土類として分類されている。

この元素を基にした合金 (1)

すべての合金を見る → YNi2

関連元素

Sc · スカンジウム Ti · チタン V · バナジウム Cr · クロム Mn · マンガン Fe · Co · コバルト Ni · ニッケル

よくある質問ロングテールQ&A・データ駆動

イットリウムの融点は何度ですか?
1526 °C
イットリウムの沸点は何度ですか?
2930 °C
イットリウムの密度はどのくらいですか?
4.47 g/cm³
イットリウムの原子番号と分類は何ですか?
39 · 遷移金属
イットリウムは主にどの鉱物から採取されますか?
モナザイト、ゼノタイム
イットリウムの世界埋蔵量はどのくらいですか?
1500000 tonnes Y2O3
イットリウムの年間生産量はどのくらいですか?
10000 tonnes Y2O3
イットリウムは主に何に使われますか?
イットリウムは地球の地殻で29番目に豊富な元素(鉛やスズより豊富)である——「希土類」として分類されるため、ハイテク製造に重要な鉱物となっている。その独特の高い融点と高温超伝導体のペロブスカイト結晶構造を安定させる能力により、MRI磁石と通信に代替不能となっている。
イットリウムは誰がいつ発見しましたか?
ヨハン・ガドリン · 1794