희토류(rare earth elements) : 1. 이트륨(Y:Yttrium)

희토류 이트륨(Y)

안녕하세요:)
 
산업이 발전하면서 희토류가 많은 주목을 받고 있습니다.
희토류는 경제성이 있을 정도로 농축된 형태로는 산출되지 않고 광물 형태로는 희귀하여 생산량이 많지 않고(매장량이 적은 것은 아님), 소량으로도 소재의 기능을 향상시키며, 다른 원소로 대체도 쉽지 않습니다.
희토류 외교전의 무기로도 사용됩니다. 관련주식도 많은 사람들이 주목하고 있죠.
 
희토류는 21번 스칸듐(Sc), 39번 이트륨(Y), 그리고 57번에서 71번까지의 란타넘(란탄)계 원소 15개까지해서 17가지의 원소를 말합니다.
 
 

이트륨이란?

이트륨은 39번 원소이며, 희토류 중 최초로 발견된 원소입니다.
 
1787년 스웨덴 스톡홀름 부근의 이테르비 마을의 채석장에서 칼 악셀 아레니우스(Karl Axel Arrhenius)에 의해 밀도가 크고 무거운 검은색 광석이 발견됩니다. 아레니우스는 광물 분석을 의뢰했고, 1789년 핀란드의 요한 가돌린(Johan Gadolin)은 광석에서부터 산화물을 분리하는데 성공하여 이후 1797년 안데르스 에셰베리(Anders Gustaf Ekeberg)에 의해 이트륨으로 명명되었습니다.
 

이트륨의 성질 및 용도

이트륨은 광택이 나는 은백색의 금속을 띄고 있으며, 분말로 제조하면 검은색을 띄게 됩니다. 공기중에서는 산화물의 보존막이 생기기 때문에 안정하지만 불을 붙이면 타는 성질을 가지고 있으며 잘게 부순 이트륨은 400도 이상만 되면 공기 중에서 저절로 점화되어 타버립니다. 물과는 쉽게 반응하여 수소를 발생시키고 대부분 강한 산에는 잘 녹으나 알칼리에는 녹지 않습니다.
 
이트륨은 금속 자체의 이트륨이냐 산화 이트륨(Y2O3)이냐에 따라 쓰임새가 다릅니다. 금속 이트륨은 ‘훌륭한 첨가제’ 역할을 합니다. 다른 금속에 아주 적은 양에 넣으면 기능성 합금이 됩니다. 따라서 점화 플러그, 제트 엔진, 미사일 부품 등 높은 온도에서 안정성을 유지해야 하는 부품을 만들 때 쓰입니다. 또, 유리에 이트륨을 더하면 강도와 열적 안정성을 높일 수 있어 손상에 민감한 초정밀 광학 렌즈 제조에도 활용됩니다.
 
최근 레이저 기술의 발달에 따라 고체레이저의 매질의 주요성분으로 이트륨이 주목을 받고 있습니다. 이트륨, 알루미늄, 산소의 화합물인 석류석(Garnet, YAG라고도 부름)을 이용해 강력한 레이저를 얻기도 합니다. YAG 레이저는 ‘강력한 고체 레이저’로 두꺼운 철판을 자르거나 용접, 절단, 홀 가공, 표면 개질 등 다양한 분야에서 응용됩니다. 의료용 레이저로는 절개뿐만이 아니라 지혈 및 응고 효과도 있습니다.
 
흰색 가루로 된 산화 이트륨(Y2O3)은 대부분 텔레비전 브라운관이나 LED 내부에 발라 붉은색 빛, 백색 빛을 내도록 합니다. 이트륨이 속한 희토류는 LCD, LED, 스마트폰, 카메라 등 IT 전자제품, 하이브리드 자동차에 이르기까지 광범위하게 사용됩니다. 이트륨은 희토류 원소 중에서는 비교적 흔하고 생산량이 많기 때문에 산업적으로 다양하게 쓰이고 있습니다.