Itrija oksīda īpašības, pielietojums un sagatavošana

Itrija oksīda kristāliskā struktūra

Itrija oksīds (Y₂O₃) ir balts retzemju oksīds, kas nešķīst ūdenī un sārmos un šķīst skābē.Tas ir tipisks C tipa retzemju seskvioksīds ar uz ķermeni vērstu kubisko struktūru.

Y kristāla parametru tabula₂O₃

Y kristāla struktūras diagramma₂O₃

Itrija oksīda fizikālās un ķīmiskās īpašības

(1) molārā masa ir 225,82 g/mol un blīvums ir 5,01 g/cm³;

(2) Kušanas temperatūra 2410℃, viršanas temperatūra 4300℃, laba termiskā stabilitāte;

(3) laba fiziskā un ķīmiskā stabilitāte un laba izturība pret koroziju;

(4) Siltumvadītspēja ir augsta, kas var sasniegt 27 W/(MK) pie 300K, kas ir aptuveni divas reizes lielāka par itrija alumīnija granāta siltumvadītspēju (Y₃Al₅O₁₂), kas ir ļoti izdevīgi, lai to izmantotu kā lāzera darba līdzekli;

(5) Optiskās caurspīdīguma diapazons ir plašs (0,29–8 μm), un teorētiskā caurlaidība redzamajā reģionā var sasniegt vairāk nekā 80%;

(6) Fonona enerģija ir zema, un Ramana spektra spēcīgākais maksimums atrodas 377 cm^-1, kas ir izdevīgi, lai samazinātu neradiatīvas pārejas iespējamību un uzlabotu augšupvērsto gaismas efektivitāti;

(7) Saskaņā ar 2200℃, Y₂O₃ir kubiskā fāze bez divkāršās laušanas.Refrakcijas indekss ir 1,89 pie viļņa garuma 1050 nm.Pārvēršas sešstūra fāzē virs 2200℃;

(8) Y enerģijas starpība₂O₃ir ļoti plats, līdz 5,5 eV, un leģēto trīsvērtīgo retzemju luminiscējošo jonu enerģijas līmenis ir starp Y valences joslu un vadītspējas joslu₂O₃un virs Fermi enerģijas līmeņa, tādējādi veidojot diskrētus luminiscējošus centrus.

(9)Y₂O₃, kā matricas materiāls, var uzņemt augstu trīsvērtīgo retzemju jonu koncentrāciju un aizstāt Y³⁺jonus, neizraisot struktūras izmaiņas.

Galvenie itrija oksīda lietojumi

Itrija oksīds kā funkcionāls piedevas materiāls tiek plaši izmantots atomenerģijas, kosmosa, fluorescences, elektronikas, augsto tehnoloģiju keramikas uc jomās, jo tam ir lieliskas fizikālās īpašības, piemēram, augsta dielektriskā konstante, laba karstumizturība un spēcīga korozija. pretestība.

Attēla avots: tīkls

1, kā fosfora matricas materiāls, to izmanto displeja, apgaismojuma un marķēšanas jomās;

2, Kā lāzera vidēja materiāla var sagatavot caurspīdīgu keramiku ar augstu optisko veiktspēju, ko var izmantot kā lāzera darba vidi, lai realizētu istabas temperatūras lāzera izvadi;

3, kā augšupvērstas luminiscences matricas materiāls, to izmanto infrasarkano staru noteikšanā, fluorescences marķēšanā un citos laukos;

4, izgatavots caurspīdīgā keramikā, ko var izmantot redzamām un infrasarkanajām lēcām, augstspiediena gāzizlādes lampu caurulēm, keramikas scintilatoriem, augstas temperatūras krāsns novērošanas logiem utt.

5, to var izmantot kā reakcijas trauku, augstas temperatūras izturīgu materiālu, ugunsizturīgu materiālu utt.

6, kā izejvielas vai piedevas tos plaši izmanto arī augstas temperatūras supravadošos materiālos, lāzerkristālu materiālos, strukturālajā keramikā, katalītiskajos materiālos, dielektriskā keramikā, augstas veiktspējas sakausējumos un citās jomās.

Itrija oksīda pulvera sagatavošanas metode

Retzemju oksīdu sagatavošanai bieži izmanto šķidrās fāzes nogulsnēšanas metodi, kas galvenokārt ietver oksalāta nogulsnēšanas metodi, amonija bikarbonāta nogulsnēšanas metodi, urīnvielas hidrolīzes metodi un amonjaka izgulsnēšanas metodi.Turklāt smidzināšanas granulēšana ir arī sagatavošanas metode, kas pašlaik ir plaši izplatīta.Sāls izgulsnēšanas metode

1. oksalāta izgulsnēšanas metode

Retzemju oksīdam, kas sagatavots ar oksalāta nogulsnēšanas metodi, ir augsta kristalizācijas pakāpe, laba kristāla forma, ātrs filtrēšanas ātrums, zems piemaisījumu saturs un viegla darbība, kas ir izplatīta metode augstas tīrības retzemju oksīda sagatavošanai rūpnieciskajā ražošanā.

Amonija bikarbonāta izgulsnēšanas metode

2. Amonija bikarbonāta izgulsnēšanas metode

Amonija bikarbonāts ir lēts nogulsnētājs.Agrāk cilvēki bieži izmantoja amonija bikarbonāta nogulsnēšanas metodi, lai sagatavotu jauktu retzemju karbonātu no retzemju rūdas izskalošanās šķīduma.Pašlaik retzemju oksīdus rūpniecībā sagatavo ar amonija bikarbonāta nogulsnēšanas metodi.Parasti amonija bikarbonāta nogulsnēšanas metode ir amonija bikarbonāta cietā viela vai šķīduma pievienošana retzemju hlorīda šķīdumam noteiktā temperatūrā, pēc novecošanas, mazgāšanas, žāvēšanas un sadedzināšanas tiek iegūts oksīds.Tomēr, ņemot vērā lielo burbuļu skaitu, kas rodas amonija bikarbonāta izgulsnēšanas laikā, un nestabilo pH vērtību nokrišņu reakcijas laikā, kodolu veidošanās ātrums ir ātrs vai lēns, kas neveicina kristālu augšanu.Lai iegūtu oksīdu ar ideālu daļiņu izmēru un morfoloģiju, ir stingri jākontrolē reakcijas apstākļi.

3. Urīnvielas nokrišņi

Karbamīda izgulsnēšanas metode tiek plaši izmantota retzemju oksīda pagatavošanā, kas ir ne tikai lēts un viegli lietojams, bet arī spēj panākt precīzu prekursoru kodolu veidošanās un daļiņu augšanas kontroli, tāpēc urīnvielas izgulsnēšanas metode ir piesaistījusi arvien vairāk cilvēku. labvēlību un piesaistīja plašu uzmanību un pētījumus no daudziem zinātniekiem šobrīd.

4. Izsmidzināšanas granulēšana

Smidzināšanas granulēšanas tehnoloģijai ir augsta automatizācija, augsta ražošanas efektivitāte un augsta zaļā pulvera kvalitāte, tāpēc izsmidzināšanas granulēšana ir kļuvusi par plaši izmantotu pulvera granulēšanas metodi.

Pēdējos gados retzemju patēriņš tradicionālajos laukos būtībā nav mainījies, taču acīmredzami ir pieaudzis to pielietojums jaunos materiālos.Kā jauns materiāls nano Y₂O₃ir plašāks pielietojuma lauks.Mūsdienās nano Y sagatavošanai ir daudz metožu₂O₃materiāli, kurus var iedalīt trīs kategorijās: šķidrās fāzes metode, gāzes fāzes metode un cietās fāzes metode, starp kurām visplašāk tiek izmantota šķidrās fāzes metode. Tos iedala smidzināšanas pirolīzē, hidrotermiskajā sintēzē, mikroemulsijā, sol-gelā, sadedzināšanā. sintēze un nokrišņi.Tomēr sferoidizētajām itrija oksīda nanodaļiņām būs lielāks īpatnējais virsmas laukums, virsmas enerģija, labāka plūstamība un dispersitāte, uz ko ir vērts pievērst uzmanību.