Својства, примена и подготовка на итриум оксид

Кристална структура на итриум оксид

Итриум оксид (Y₂O₃) е бел оксид на ретки земни елементи кој е нерастворлив во вода и алкали и растворлив во киселина. Тоа е типичен сесквиоксид на ретки земни елементи од типот C со кубична структура центрирана во телото.

Табела на кристални параметри на Y₂O₃

Дијаграм на кристална структура на Y₂O₃

Физички и хемиски својства на итриум оксид

(1) моларната маса е 225,82 g/mol, а густината е 5,01 g/cm³;

(2) Точка на топење 2410℃, точка на вриење 4300℃, добра термичка стабилност;

(3) Добра физичка и хемиска стабилност и добра отпорност на корозија;

(4) Топлинската спроводливост е висока, која може да достигне 27 W/(MK) на 300K, што е околу двојно поголема топлинска спроводливост од итриум алуминиумскиот гранат (Y₃Al₅O₁₂), што е многу корисно за неговата употреба како ласерски работен медиум;

(5) Опсегот на оптичка транспарентност е широк (0,29~8μm), а теоретската трансмитанса во видливиот регион може да достигне повеќе од 80%;

(6) Енергијата на фононот е ниска, а најсилниот врв на Рамановиот спектар се наоѓа на 377 cm^-1, што е корисно за намалување на веројатноста за незрачна транзиција и подобрување на светлосната ефикасност при нагорна конверзија;

(7) Под 2200℃, Y₂O₃е кубна фаза без двојно прекршување. Индексот на прекршување е 1,89 на бранова должина од 1050 nm. Трансформирање во хексагонална фаза над 2200℃;

(8) Енергетскиот јаз на Y₂O₃е многу широк, до 5,5 eV, а енергетското ниво на допираните тривалентни луминисцентни јони на ретки земјени елементи е помеѓу валентниот опсег и спроводниот опсег на Y₂O₃и над нивото на Фермиева енергија, со што се формираат дискретни луминисцентни центри.

(9)Y₂O₃, како матричен материјал, може да прими висока концентрација на тривалентни јони на ретки земјени материи и да го замени Y³⁺јони без да предизвикаат структурни промени.

Главни употреби на итриум оксид

Итриум оксидот, како функционален адитивен материјал, е широко користен во областите на атомската енергија, воздухопловството, флуоресценцијата, електрониката, високотехнолошката керамика и така натаму, поради неговите одлични физички својства како што се висока диелектрична константа, добра отпорност на топлина и силна отпорност на корозија.

Извор на слика: Мрежа

1, Како материјал од фосфорна матрица, се користи во областите на дисплеј, осветлување и обележување;

2, Како материјал за ласерски медиум, може да се подготви транспарентна керамика со високи оптички перформанси, која може да се користи како ласерски работен медиум за да се реализира ласерски излез на собна температура;

3, Како материјал за луминисцентна матрица со конверзија нагоре, се користи во инфрацрвена детекција, флуоресцентно обележување и други области;

4, Направено во транспарентна керамика, која може да се користи за видливи и инфрацрвени леќи, цевки за гасно празнење со висок притисок, керамички сцинтилатори, прозорци за набљудување на печки со висока температура итн.

5, Може да се користи како сад за реакција, материјал отпорен на висока температура, огноотпорен материјал итн.

6, Како суровини или адитиви, тие се широко користени и во високотемпературни суперспроводливи материјали, ласерски кристални материјали, структурна керамика, каталитички материјали, диелектрична керамика, високо-перформансни легури и други области.

Метод на подготовка на прав од итриум оксид

Методот на таложење во течна фаза често се користи за подготовка на оксиди од ретки земни елементи, што главно вклучува метод на таложење со оксалат, метод на таложење со амониум бикарбонат, метод на хидролиза на уреа и метод на таложење со амонијак. Покрај тоа, прскањето со гранулација е исто така метод на подготовка кој е широко користен во моментов. Метод на таложење со сол.

1. метод на таложење на оксалат

Оксидот на ретки земни елементи подготвен со метод на таложење на оксалат има предности како што се висок степен на кристализација, добра кристална форма, брза брзина на филтрација, ниска содржина на нечистотии и лесно ракување, што е вообичаен метод за подготовка на оксид на ретки земни елементи со висока чистота во индустриското производство.

Метод на таложење на амониум бикарбонат

2. Метод на таложење со амониум бикарбонат

Амониум бикарбонатот е евтин таложник. Во минатото, луѓето често го користеле методот на таложење со амониум бикарбонат за да подготват мешан карбонат од ретки земни елементи од раствор на лужење на руда од ретки земни елементи. Во моментов, оксидите од ретки земни елементи се подготвуваат со метод на таложење на амониум бикарбонат во индустријата. Општо земено, методот на таложење со амониум бикарбонат е додавање на цврста материја или раствор од амониум бикарбонат во раствор од хлорид од ретки земни елементи на одредена температура. По стареење, миење, сушење и согорување, се добива оксид. Сепак, поради големиот број меурчиња генерирани за време на таложењето на амониум бикарбонат и нестабилната pH вредност за време на реакцијата на таложење, стапката на нуклеација е брза или бавна, што не е погодно за раст на кристалите. За да се добие оксид со идеална големина на честички и морфологија, условите на реакцијата мора строго да се контролираат.

3. Таложење на уреа

Методот на таложење на уреа е широко користен во подготовката на оксид на ретки земни елементи, кој не само што е евтин и лесен за ракување, туку има и потенцијал да постигне прецизна контрола на нуклеацијата на прекурсорите и растот на честичките, па затоа методот на таложење на уреа привлекува сè повеќе и повеќе луѓе и привлекува големо внимание и истражување од многу научници во моментов.

4. Спреј гранулација

Технологијата на прскање гранулација има предности на висока автоматизација, висока ефикасност на производството и висок квалитет на зелен прав, па затоа прскањето гранулација стана најчесто користен метод на гранулација на прав.

Во последниве години, потрошувачката на ретки земји во традиционалните полиња не се промени во основа, но нејзината примена во нови материјали очигледно се зголеми. Како нов материјал, нано Y₂O₃има пошироко поле на примена. Денес, постојат многу методи за подготовка на нано Y₂O₃материјали, кои можат да се поделат во три категории: метод на течна фаза, метод на гасна фаза и метод на цврста фаза, меѓу кои методот на течна фаза е најшироко користен. Тие се поделени на прскање пиролиза, хидротермална синтеза, микроемулзија, сол-гел, синтеза на согорување и таложење. Сепак, сфероидизираните наночестички од итриум оксид ќе имаат поголема специфична површина, површинска енергија, подобра флуидност и дисперзија, на што вреди да се фокусираме.