Yttriumoksiidi omadused, rakendamine ja ettevalmistamine

Yttriumoksiidi kristallstruktuur

Yttriumoksiid (Y₂O₃) on valge haruldane oksiid vees ja leelises lahustumatu ning lahustub happega. See on tüüpiline C-tüüpi haruldaste muldmetallide sesquioksiid, millel on kehakeskne kuupstruktuur.

Y kristalli parameetri tabel₂O₃

Y kristallstruktuuri skeem₂O₃

Yttriumoksiidi füüsikalised ja keemilised omadused

(1) molaarmass on 225,82 g/mol ja tihedus on 5,01 g/cm³;

(2) sulamispunkt 2410℃, keemispunkt 4300℃, hea termiline stabiilsus;

(3) hea füüsiline ja keemiline stabiilsus ning hea korrosioonikindlus;

(4) Soojusjuhtivus on kõrge, mis võib ulatuda 27 -ni (MK) 300K juures, mis on umbes kaks korda suurem kui yttrium alumiiniumist granaat (Y₃Al₅O₁₂), mis on väga kasulik selle kasutamiseks lasertööstuskeskkonnana;

(5) optiline läbipaistvusvahemik on lai (0,29 ~ 8 μm) ja nähtava piirkonna teoreetiline läbilaskvus võib ulatuda enam kui 80%-ni;

(6) Fononi energia on madal ja Ramani spektri tugevaim tipp asub kiirusel 377 cm^-1, mis on kasulik mitte radiatiivse ülemineku tõenäosuse vähendamiseks ja muutmise helendava efektiivsuse parandamiseks;

(7) alla 2200℃, Y₂O₃on kuupfaas ilma kahekordse rikkumiseta. Murdumisnäitaja on 1,89 lainepikkusel 1050 nm. Muutmine kuusnurkseks faasiks üle 2200℃;

(8) y energiavahe₂O₃on väga lai, kuni 5,5EV ja legeeritud kolmevalentsete haruldaste muldmetallide luminestsentsiioonide energiatase on y valentsriba ja juhtivuse riba vahel₂O₃ja kõrgemal Fermi energiatasemel, moodustades sellega diskreetsed luminestsentsikeskused.

(9) y₂O₃, maatriksimaterjalina mahutab kolmevalentsete haruldaste muldmetallide ioonide kõrge kontsentratsioon ja asendada y³⁺ioonid ilma struktuurimuutusi põhjustamata.

Yttriumoksiidi peamised kasutusalad

Ytriumoksiidi kui funktsionaalset lisandmaterjali kasutatakse laialdaselt aatomienergia, lennunduse, fluorestsentsi, elektroonika, kõrgtehnoloogiliste keraamikate ja nii edasi, kuna selle suurepärased füüsikalised omadused, näiteks kõrge dielektriline konstant, hea soojuskindlus ja tugev korrosioonikindlus.

Pildiallikas: võrk

1, fosfori maatriksmaterjalina kasutatakse seda kuvari, valgustuse ja märgistuse väljadel;

2, laserkeskkonna materjalina saab valmistada kõrge optilise jõudlusega läbipaistva keraamika, mida saab kasutada lasertöödena toatemperatuuri laser väljundi realiseerimiseks;

3, kui luminestsents maatriksmaterjalina kasutatakse seda infrapunade tuvastamisel, fluorestsentsi märgistamisel ja muudel väljadel;

4, mis on valmistatud läbipaistvaks keraamiks, mida saab kasutada nähtavate ja infrapuna-läätsede jaoks, kõrgsurvega gaasilamp torude, keraamiliste stsintillaatorite, kõrgtemperatuuriliste ahjude vaatlusaknad jne

5, seda saab kasutada reaktsiooni anumana, kõrge temperatuuriga vastupidava materjali, tulekindla materjali jne.

6, tooraine või lisanditena kasutatakse neid laialdaselt ka kõrgtemperatuurilistes ülijuhtivates materjalides, laserkristallmaterjalides, konstruktsioon keraamikas, katalüütiliste materjalide, dielektriliste keraamika, suure jõudlusega sulamite ja muude põldude korral.

Yttriumoksiidi pulbri ettevalmistamise meetod

Vedeliku faasi sademete meetodit kasutatakse sageli haruldaste oksiidide valmistamiseks, mis hõlmab peamiselt oksalaadi sademete meetodit, ammooniumvesinikkarbonaadi sademete meetodit, karbamiidi hüdrolüüsi meetodit ja ammoniaagi sademete meetodit. Lisaks on pihustusgranuleerimine ka ettevalmistusmeetod, mis on praegu laialdaselt mures. Soola sademete meetod

1. oksalaadi sademete meetod

Oksalaatide sademete meetodil valmistatud haruldaste maapealsete oksiidide eelised on kõrge kristalliseerumise aste, hea kristallvorm, kiire filtreerimiskiirus, madal lisandite sisaldus ja lihtne töö, mis on tavaline meetod suure puhtusega haruldaste muldraua oksiidi valmistamiseks tööstuslikus tootmises.

Ammooniumvesinikkarbonaadi sademete meetod

2. ammooniumvesinikkarbonaadi sademete meetod

Ammooniumvesinikkarbonaat on odav sade. Varem kasutasid inimesed sageli haruldaste muldmetallide maagi leostamislahuse valmistamiseks ammooniumvesinikkarbonaadi sademete meetodit. Praegu valmistatakse haruldaste muldmetallide oksiidid ammooniumvesinikkarbonaadi sademete meetodil tööstuses. Üldiselt on ammooniumvesinikkarbonaadi sademete meetod lisada ammooniumvesinikkarbonaadi tahket või lahust haruldaste muldmike kloriidi lahusesse teatud temperatuuril, pärast vananemist, pesemist, kuivatamist ja põletamist saadakse oksiid. Kuid ammooniumvesinikkarbonaadi sadestamise ja ebastabiilse pH väärtuse sademete reaktsiooni ajal tekkinud suure arvu tõttu on tuuma moodustumise kiirus kiire või aeglane, mis ei soodusta kristallide kasvu. Ideaalse osakeste suuruse ja morfoloogiaga oksiidi saamiseks tuleb reaktsioonitingimusi rangelt kontrollida.

3. karbamiidi sademed

Karbamiidi sademete meetodit kasutatakse laialdaselt haruldaste maapealse oksiidi valmistamisel, mis pole mitte ainult odav ja hõlpsasti kasutatav, vaid millel on ka potentsiaal saavutada täpne kontroll eelkäijate tuuma moodustumise ja osakeste kasvu üle, seega on karbamiidi sademete meetod meelitanud rohkem ja rohkem inimeste soosimist ning pälvinud paljude teadlaste ulatuslikku tähelepanu ja uurimistööd.

4. Pihusta granulatsioon

Pihustusgranuleerimise tehnoloogial on eelised kõrge automatiseerimise, kõrge tootmise efektiivsuse ja rohelise pulbri kõrge kvaliteediga, nii et pihusti granuleerimine on muutunud tavaliselt kasutatavaks pulbri granuleerimismeetodiks.

Viimastel aastatel ei ole haruldaste muldmetallide tarbimine traditsioonilistes valdkondades põhimõtteliselt muutunud, kuid selle rakendamine uutes materjalides on ilmselgelt suurenenud. Uue materjana, nano y₂O₃Tal on laiem rakendusväli. Tänapäeval on nano y valmistamiseks palju meetodeid₂O₃Materjalid, mida võib jagada kolme kategooriasse: vedelafaasi meetod, gaasifaasi meetod ja tahke faasi meetod, mille hulgas on kõige laialdasemalt kasutatav vedela faasi meetod. Need jagunevad pihustuspürolüüsiks, hüdrotermiliseks sünteesiks, mikroemulsiooniks, sool-geeli sünteesi ja sademeteks. Spheroidiseeritud yttriumoksiidi nanoosakestel on aga suurem spetsiifiline pindala, pinnaenergia, parem voolavus ja dispersioon, millele tasub keskenduda.