Mengapa Bumi Rare yang Kritis Ini Masih Tidak Bisa Diganti

Menurut data terbaru dari firma riset Argus Media yang berbasis di Inggris, harga yttrium tanah jarang di pasar Eropa melonjak dari sekitar 6 per kilogram pada awal tahun 2025 menjadi 6 per kilogram pada awal tahun 2025 menjadi 850 per kilogram pada tanggal 26 Februari 2026 — tingkat tertinggi sejak data pembanding tersedia pada tahun 2012.

Sebuah perusahaan Jepang yang menggunakan bahan baku berbasis yttrium mencatat, "Sangat sulit untuk mengganti bahan ini dengan bahan alternatif, dan sejauh ini belum ada pengurangan yang jelas dalam volume pengadaan." Data lain menunjukkan bahwa sekitar 65% bahan yang mengandung yttrium atau produk yttrium oksida yang diimpor ke Amerika Serikat berasal dari Jepang.

Itrium logam adalah logam putih keperakan yang reaktif secara kimia yang terutama diproduksi dengan mereduksi yttrium fluorida dengan logam kalsium. Ia cenderung teroksidasi di udara, kehilangan kilau logamnya. Dalam kondisi lingkungan, logam yttrium biasanya terdapat dalam bentuk seperti Y₂O₃, YCl₃, YH₃, Y(OH)₃, dan senyawa intermetalik.

Di antara unsur tanah jarang, yttrium menonjol karena penerapannya yang luas. Ini dapat digunakan dalam dioda pemancar cahaya (LED) dan peralatan laser medis, sebagai bahan pelapis untuk komponen peralatan manufaktur semikonduktor, dan dalam aplikasi pertahanan sebagai bahan yang meningkatkan ketahanan panas mesin pesawat.

Yttrium terutama didistribusikan di Cina, India, Amerika Serikat, Brasil, dan Australia. Tiongkok memiliki sekitar 220.000 ton cadangan yttrium oksida industri, yang merupakan 43% dari total cadangan dunia – yang merupakan cadangan terbesar secara global. Di Tiongkok, Provinsi Jiangxi menduduki peringkat pertama dalam cadangan yttrium oksida karena endapan tanah jarang yang menyerap ion yttrium tinggi.

Saat ini, yttrium tanah jarang paling banyak digunakan dalam bahan kristal, termasuk yttrium aluminium garnet (Y₃Al₅O₁₂, YAG), kristal tunggal yttrium orthovanadate (YVO₄), dan kristal yttrium silikat (YSiO). Di antaranya, YAG — kristal transparan tak berwarna sintetis dengan kekerasan tinggi, titik leleh tinggi, serta sifat fisik dan kimia yang stabil — telah menjadi salah satu bahan kristal laser yang paling banyak digunakan. Para peneliti biasanya menggunakan YAG dengan unsur tanah jarang seperti Nd, Yb, dan Ce untuk mendapatkan produk seperti YAG yang didoping neodymium dan YAG yang didoping cerium, sehingga memperluas jangkauan penerapannya.

Di luar bahan kristal laser, aplikasi utama yttrium tanah jarang tetap pada bahan berpendar, khususnya fosfor. Fosfor berbasis yttrium menunjukkan kapasitas penyerapan cahaya yang kuat dan efisiensi konversi yang tinggi, sehingga cocok untuk monitor komputer, layar panel datar, lampu neon tiga pita, LED, dan layar penguat sinar-X. Produk utama saat ini meliputi fosfor tiga warna untuk penerangan, fosfor dengan daya tahan lama, dan fosfor untuk tampilan informasi.

Titik leleh Y₂O₃ yang tinggi dan stabilitas termal memungkinkannya mempertahankan kinerja perlindungan yang sangat baik di lingkungan pengetsaan plasma dalam jangka waktu lama, menjadikannya salah satu bahan yang paling banyak digunakan untuk perlindungan pengetsaan plasma. Keuntungan terbesar Y₂O₃ adalah laju reaksinya yang lambat dalam plasma berbasis fluor, yang membantu menjaga stabilitas permukaan lapisan — suatu sifat yang membuatnya sangat menjanjikan untuk digunakan pada peralatan etsa berukuran 8 inci dan lebih besar. Selain itu, yttrium oksida merupakan bahan keramik transparan dalam rentang cahaya tampak dengan transmisi cahaya tinggi, sehingga cocok untuk digunakan sebagai kaca jendela pada peralatan etsa plasma.

YAG tidak hanya menawarkan stabilitas kimia dan kinerja optik yang baik tetapi juga memberikan kekuatan mekanik yang lebih tinggi dan kemampuan proses yang lebih mudah dibandingkan dengan Y₂O₃. Meskipun ketahanan etsa plasma YAG sedikit lebih rendah dibandingkan Y₂O₃, namun dapat digunakan sebagai bahan jendela observasi untuk peralatan ruang etsa.

YF₃ dapat berfungsi sebagai lapisan pelindung selama etsa plasma berbasis F, menekan fluoridasi lebih lanjut pada material dan dianggap sebagai alternatif potensial untuk Y₂O₃. Ketika tidak ada tegangan bias yang diterapkan, reaksi kimia antara bahan pelapis dan plasma fluorokarbon mendominasi, yang mengarah pada pembentukan partikel fluorida halus pada permukaan lapisan Y₂O₃. Sebaliknya, pelapis YF₃ menjaga integritas dan kebersihan permukaan.

YOF menunjukkan stabilitas termal dan kimia yang tinggi, tetap tahan terhadap dekomposisi bahkan di bawah suhu tinggi dan lingkungan asam/basa kuat. Ini dianggap sebagai bahan pelapis tahan plasma yang sangat menjanjikan. Selain itu, koefisien muai panas YOF sangat mirip dengan aluminium. Lapisan YOF yang dibuat melalui penyemprotan termal hampir bebas retak dan membentuk struktur padat dan sangat kristal.

Yttrium oksida banyak digunakan dalam aplikasi biomedis. Misalnya, nanopartikel yttrium oksida, karena sifat fisik dan kimianya yang sangat baik, telah terbukti efektif sebagai bahan pelindung dan diterapkan secara luas dalam perawatan antibakteri dan antikanker, perlindungan hati, pemberian obat, biosensor, bioimaging, pencitraan fluoresensi, dan bidang medis lainnya.

Selain itu, mikrosfer ⁹⁰Y dapat bergerak bersama aliran darah ke tumor hati, menghancurkannya secara efisien melalui emisi sinar β. Dengan energi radiasi yang tinggi dan kemampuan pengobatan yang tepat, mereka memungkinkan serangan akurat terhadap tumor dari dalam.

Industri dirgantara membutuhkan material ringan berperforma tinggi. Komposit silikon karbida, karbon yang diperkuat serat karbon, dan silikon karbida memenuhi persyaratan ini tetapi mengalami oksidasi pada kondisi pengoperasian suhu tinggi. Salah satu solusinya adalah dengan mengaplikasikan lapisan pelindung keramik pada substrat. Para peneliti telah menggunakan sputtering reaktif magnetron frekuensi radio untuk mengendapkan lapisan Al₂O₃-Y₂O₃ pada permukaan berlapis Al-Y dan mempelajari perilaku oksidasi lapisan komposit Al₂O₃-Y₂O₃/Al-Y pada suhu dan durasi yang berbeda. Hasilnya menunjukkan bahwa lapisan ini menunjukkan ketahanan guncangan termal yang sangat baik.

Dalam beberapa tahun terakhir, yttrium tanah jarang telah banyak digunakan sebagai bahan tambahan pada baja dan paduan non-besi dalam bidang metalurgi. Sejumlah kecil yttrium dapat secara efektif mengubah konten inklusi, ukuran, dan morfologi. Fase tanah jarang yang dihasilkan menyempurnakan struktur butiran, menekan segregasi unsur, meningkatkan keseragaman mikrostruktur, dan meningkatkan kepadatan film paduan oksida. Efek ini secara signifikan meningkatkan berbagai sifat fisik dan kimia dari paduan yang berbeda, termasuk sifat mekanik, sifat magnetik, ketahanan terhadap korosi, dan konduktivitas listrik, sehingga memenuhi persyaratan kinerja untuk material baru di bidang luar angkasa, pertahanan, dan bidang lainnya.

Superkonduktor berbasis yttrium tanah jarang secara bertahap menjadi komponen penting superkonduktor suhu tinggi, menarik perhatian penelitian yang luas. Setelah pengembangan selama bertahun-tahun, YBCO telah menjadi bahan superkonduktor inti, meskipun teknologi persiapannya masih relatif belum matang, dan diperlukan peningkatan lebih lanjut dalam stabilitas proses dan kinerja untuk komersialisasi. Superhidrida tanah jarang menunjukkan superkonduktivitas mendekati suhu kamar di bawah tekanan tinggi, mengantarkan era baru penelitian superkonduktivitas tekanan tinggi. Superhidrida yttrium, dengan stoikiometrinya yang kaya dan sifat superkonduktor yang sangat baik, telah menarik minat yang signifikan dalam komunitas riset superkonduktor.

Dalam sel bahan bakar oksida padat, yttrium umumnya digunakan dalam bahan anoda berpori seperti Ni-(Zr,Y)O₂-X, sehingga mencapai efisiensi konversi daya melebihi 60%.

Bubuk nano Y₂O₃ dapat digunakan dalam kapasitor keramik multilayer. Dielektrik berbasis BaTiO₃ yang didoping Y₂O₃ cocok untuk kapasitor keramik multilapis elektroda nikel dengan ketebalan di bawah 2 μm.

Larutan padat terner yang didoping nanopartikel Y₂O₃ dari CeO₂-ZrO₂ menunjukkan kinerja yang sangat baik sebagai katalis penyimpan oksigen dalam katalisis gas buang (seperti katalis tiga arah).

• Zhang Chi dkk. Pengembangan dan Penerapan Yttrium Rare Earth, Sekolah Sains dan Teknik Material, Universitas Teknologi Shenyang, Laporan Material
• Wen Yaoru. Persiapan dan Karakterisasi Sol Yttrium Tanah Langka dan Bubuk Oksida, Universitas Sains dan Teknologi Jiangxi, Tesis Master
• Liu Zhili. Persiapan Terkendali dan Karakterisasi Bubuk Nano Yttrium Oksida, Universitas Politeknik Shanghai, Tesis Master
• China Powder Network (Diedit oleh Ping An)