Itrio oksido savybės, panaudojimas ir paruošimas

Itrio oksido kristalinė struktūra

Itrio oksidas (Y₂O₃) yra baltas retųjų žemių oksidas, netirpus vandenyje ir šarmuose bei tirpus rūgštyje. Tai tipiškas C tipo retųjų žemių seskvioksidas, turintis į kūną orientuotą kubinę struktūrą.

Y kristalų parametrų lentelė₂O₃

Y kristalinės struktūros diagrama₂O₃

Fizinės ir cheminės itrio oksido savybės

(1) molinė masė yra 225,82 g/mol, o tankis yra 5,01 g/cm³;

(2) Lydymosi temperatūra 2410℃, virimo temperatūra 4300℃, geras terminis stabilumas;

(3) geras fizinis ir cheminis stabilumas ir geras atsparumas korozijai;

(4) Šilumos laidumas yra didelis, kuris gali siekti 27 W/(MK) esant 300K, o tai yra maždaug dvigubai didesnis nei itrio aliuminio granato šilumos laidumas (Y₃Al₅O₁₂), kuris yra labai naudingas naudojant jį kaip lazerio darbo terpę;

(5) optinio skaidrumo diapazonas yra platus (0,29–8 μm), o teorinis pralaidumas matomoje srityje gali siekti daugiau nei 80%;

(6) Fonono energija yra maža, o stipriausia Ramano spektro viršūnė yra 377 cm^-1, kuris yra naudingas siekiant sumažinti neradiacinio perėjimo tikimybę ir pagerinti aukštyn konversijos šviesos efektyvumą;

(7) Pagal 2200 m℃, Y₂O₃yra kubinė fazė be dvigubo lūžio. Lūžio rodiklis yra 1,89, kai bangos ilgis yra 1050 nm. Virsta į šešiakampę fazę virš 2200℃;

(8) Y energijos atotrūkis₂O₃yra labai platus, iki 5,5 eV, o legiruotų trivalenčių retųjų žemių liuminescencinių jonų energijos lygis yra tarp Y valentinės ir laidumo juostos₂O₃ir virš Fermi energijos lygio, todėl susidaro atskiri liuminescenciniai centrai.

(9)Y₂O₃, kaip matricinė medžiaga, gali priimti didelę trivalenčių retųjų žemių jonų koncentraciją ir pakeisti Y³⁺jonų nesukeliant struktūrinių pokyčių.

Pagrindiniai itrio oksido naudojimo būdai

Itrio oksidas, kaip funkcinis priedas, plačiai naudojamas atominės energijos, kosmoso, fluorescencijos, elektronikos, aukštųjų technologijų keramikos ir kt. srityse dėl puikių fizinių savybių, tokių kaip didelė dielektrinė konstanta, geras atsparumas karščiui ir stipri korozija. pasipriešinimas.

Vaizdo šaltinis: tinklas

1, kaip fosforo matricos medžiaga, ji naudojama ekrano, apšvietimo ir žymėjimo srityse;

2, Kaip lazerinė terpės medžiaga, galima paruošti skaidrią keramiką, pasižyminčią dideliu optiniu našumu, kuri gali būti naudojama kaip lazerio darbo terpė kambario temperatūros lazerio išvestims realizuoti;

3, kaip aukštyn konvertuojanti liuminescencinė matricos medžiaga, ji naudojama infraraudonųjų spindulių aptikimui, fluorescenciniam ženklinimui ir kitose srityse;

4, Pagaminta iš skaidrios keramikos, kuri gali būti naudojama matomiems ir infraraudoniesiems lęšiams, aukšto slėgio dujų išlydžio lempų vamzdeliams, keraminiams scintiliatoriams, aukštos temperatūros krosnių stebėjimo langams ir kt.

5, Jis gali būti naudojamas kaip reakcijos indas, aukštai temperatūrai atspari medžiaga, ugniai atspari medžiaga ir kt.

6, kaip žaliavos ar priedai, jie taip pat plačiai naudojami aukštos temperatūros superlaidžiose medžiagose, lazerinių kristalų medžiagose, struktūrinėje keramikoje, katalizinėse medžiagose, dielektrinėje keramikoje, didelio našumo lydiniuose ir kitose srityse.

Itrio oksido miltelių paruošimo būdas

Skystos fazės nusodinimo metodas dažnai naudojamas retųjų žemių oksidams ruošti, kuris daugiausia apima oksalato nusodinimo metodą, amonio bikarbonato nusodinimo metodą, karbamido hidrolizės metodą ir amoniako nusodinimo metodą. Be to, purškiamas granuliavimas taip pat yra paruošimo būdas, kuris šiuo metu yra plačiai naudojamas. Druskos nusodinimo metodas

1. oksalato nusodinimo būdas

Retųjų žemių oksidas, paruoštas oksalato nusodinimo metodu, turi aukšto kristalizacijos laipsnio, geros kristalų formos, greito filtravimo greičio, mažo priemaišų kiekio ir lengvo veikimo privalumus, o tai yra įprastas didelio grynumo retųjų žemių oksido paruošimo pramoninėje gamyboje metodas.

Amonio bikarbonato nusodinimo metodas

2. Amonio bikarbonato nusodinimo būdas

Amonio bikarbonatas yra pigus nusodintuvas. Anksčiau žmonės dažnai naudojo amonio bikarbonato nusodinimo metodą, norėdami paruošti mišrų retųjų žemių karbonatą iš retųjų žemių rūdos išplovimo tirpalo. Šiuo metu pramonėje retųjų žemių oksidai gaminami amonio bikarbonato nusodinimo metodu. Paprastai amonio bikarbonato nusodinimo metodas yra įpilant amonio bikarbonato kietą medžiagą arba tirpalą į retųjų žemių chlorido tirpalą tam tikroje temperatūroje, po senėjimo, plovimo, džiovinimo ir deginimo gaunamas oksidas. Tačiau dėl daugybės burbuliukų, susidarančių nusodinant amonio bikarbonatą, ir nestabilios pH vertės nusodinimo reakcijos metu, branduolių susidarymo greitis yra greitas arba lėtas, o tai nėra palanki kristalų augimui. Norint gauti idealaus dalelių dydžio ir morfologijos oksidą, reakcijos sąlygos turi būti griežtai kontroliuojamos.

3. Karbamido nusodinimas

Karbamido nusodinimo metodas plačiai naudojamas ruošiant retųjų žemių oksidą, kuris yra ne tik pigus ir lengvai valdomas, bet ir gali tiksliai kontroliuoti pirmtakų branduolių susidarymą ir dalelių augimą, todėl karbamido nusodinimo metodas pritraukia vis daugiau žmonių. palankumą ir šiuo metu sulaukė didelio daugelio mokslininkų dėmesio bei tyrimų.

4. Purškiamas granuliavimas

Purškimo granuliavimo technologija turi aukšto automatizavimo, didelio gamybos efektyvumo ir aukštos žalių miltelių kokybės pranašumus, todėl purškiamas granuliavimas tapo dažniausiai naudojamu miltelių granuliavimo metodu.

Pastaraisiais metais retųjų žemių naudojimas tradiciniuose laukuose iš esmės nepasikeitė, tačiau akivaizdžiai išaugo jų panaudojimas naujose medžiagose. Kaip nauja medžiaga, nano Y₂O₃turi platesnę taikymo sritį. Šiais laikais yra daugybė nano Y paruošimo būdų₂O₃medžiagos, kurias galima suskirstyti į tris kategorijas: skystosios fazės metodą, dujinės fazės metodą ir kietosios fazės metodą, tarp kurių plačiausiai naudojamas skystosios fazės metodas.Jos skirstomos į purškiamąją pirolizę, hidroterminę sintezę, mikroemulsiją, zolinį-gelį, deginimą. sintezė ir nusodinimas. Tačiau sferoidizuotos itrio oksido nanodalelės turės didesnį specifinį paviršiaus plotą, paviršiaus energiją, geresnį sklandumą ir dispersiškumą, į kuriuos verta atkreipti dėmesį.