Ütriumoksiidi omadused, pealekandmine ja valmistamine

Ütriumoksiidi kristallstruktuur

Ütriumoksiid (Y₂O₃) on valge haruldaste muldmetallide oksiid, mis ei lahustu vees ja leelis ning lahustub happes. See on tüüpiline C-tüüpi haruldaste muldmetallide seskvioksiid kehakeskse kuupstruktuuriga.

Y kristallparameetrite tabel₂O₃

Y kristallstruktuuri skeem₂O₃

Ütriumoksiidi füüsikalised ja keemilised omadused

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

(2) Sulamistemperatuur 2410℃, keemistemperatuur 4300℃, hea termiline stabiilsus;

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

(4) Soojusjuhtivus on kõrge, mis võib ulatuda 27 W/(MK) 300K juures, mis on umbes kaks korda suurem kui ütriumalumiiniumgranaadi soojusjuhtivus (Y₃Al₅O₁₂), mis on selle kasutamisel laseri töökeskkonnana väga kasulik;

(5) Optilise läbipaistvuse vahemik on lai (0,29–8 μm) ja teoreetiline läbilaskvus nähtavas piirkonnas võib ulatuda üle 80%;

(6) Fonooni energia on madal ja Ramani spektri tugevaim tipp asub 377 cm^-1, mis on kasulik mittekiirgusliku ülemineku tõenäosuse vähendamiseks ja ülesmuundamise valgusefektiivsuse parandamiseks;

(7) Alla 2200℃, Y₂O₃on kuupfaas ilma kaksikmurdumiseta. Murdumisnäitaja on 1,89 lainepikkusel 1050 nm. Muutuvad kuusnurkseks faasiks üle 2200℃;

(8) Y energiavahe₂O₃on väga lai, kuni 5,5 eV, ja legeeritud kolmevalentsete haruldaste muldmetallide luminestseeruvate ioonide energiatase on Y valentsriba ja juhtivusriba vahel₂O₃ja üle Fermi energiataseme, moodustades seega diskreetsed luminestsentskeskused.

(9)Y₂O₃, maatriksmaterjalina, mahutab kolmevalentsete haruldaste muldmetallide ioonide suure kontsentratsiooni ja asendab Y³⁺ioonid, põhjustamata struktuurseid muutusi.

Ütriumoksiidi peamised kasutusalad

Ütriumoksiidi kui funktsionaalset lisaainet kasutatakse laialdaselt aatomienergia, kosmose, fluorestsentsi, elektroonika, kõrgtehnoloogilise keraamika jne valdkondades, kuna sellel on suurepärased füüsikalised omadused, nagu kõrge dielektriline konstant, hea kuumakindlus ja tugev korrosioon. vastupanu.

Pildi allikas: Võrk

1, fosformaatriksmaterjalina kasutatakse seda kuvamise, valgustuse ja märgistamise valdkonnas;

2, laserkandja materjalina saab valmistada suure optilise jõudlusega läbipaistvat keraamikat, mida saab kasutada laseri töökeskkonnana toatemperatuuri laserväljundi saavutamiseks;

3, luminestseeruva maatriksmaterjalina kasutatakse seda infrapunatuvastuses, fluorestsentsi märgistamisel ja muudes valdkondades;

4, valmistatud läbipaistvast keraamikast, mida saab kasutada nähtavate ja infrapunaläätsede, kõrgsurvegaaslahenduslampide torude, keraamiliste stsintillaatorite, kõrge temperatuuriga ahju vaatlusakende jne jaoks

5, seda saab kasutada reaktsioonianumana, kõrge temperatuurikindla materjalina, tulekindla materjalina jne.

6, Toorainena või lisandina kasutatakse neid laialdaselt ka kõrge temperatuuriga ülijuhtivates materjalides, laserkristallmaterjalides, struktuurkeraamikas, katalüütilistes materjalides, dielektrilises keraamikas, suure jõudlusega sulamites ja muudes valdkondades.

Ütriumoksiidi pulbri valmistamise meetod

Haruldaste muldmetallide oksiidide valmistamiseks kasutatakse sageli vedelfaasi sadestamise meetodit, mis hõlmab peamiselt oksalaadi sadestamise meetodit, ammooniumvesinikkarbonaadi sadestamise meetodit, karbamiidi hüdrolüüsi meetodit ja ammoniaagi sadestamise meetodit. Lisaks on pihustusgranuleerimine ka praegu laialdaselt käsitletud valmistamismeetod. Soola sadestamise meetod

1. oksalaatsadestamise meetod

Oksalaadi sadestamise meetodil valmistatud haruldaste muldmetallide oksiidi eelised on kõrge kristallisatsiooniaste, hea kristallvorm, kiire filtreerimiskiirus, madal lisandite sisaldus ja lihtne töö, mis on levinud meetod kõrge puhtusastmega haruldaste muldmetallide oksiidi valmistamiseks tööstuslikus tootmises.

Ammooniumvesinikkarbonaadi sadestamise meetod

2. Ammooniumvesinikkarbonaadi sadestamise meetod

Ammooniumvesinikkarbonaat on odav sadestaja. Varem kasutasid inimesed haruldaste muldmetallide maagi leostuslahusest segatud haruldaste muldmetallide karbonaadi valmistamiseks sageli ammooniumvesinikkarbonaadi sadestamise meetodit. Praegu valmistatakse tööstuses haruldaste muldmetallide oksiide ammooniumvesinikkarbonaadi sadestamise meetodil. Üldiselt on ammooniumvesinikkarbonaadi sadestamise meetod ammooniumvesinikkarbonaadi tahke aine või lahuse lisamine haruldaste muldmetallide kloriidi lahusesse teatud temperatuuril. Pärast vananemist, pesemist, kuivatamist ja põletamist saadakse oksiid. Kuid ammooniumvesinikkarbonaadi sadestamisel tekkivate mullide suure arvu ja sadestamisreaktsiooni ajal ebastabiilse pH väärtuse tõttu on tuuma moodustumise kiirus kiire või aeglane, mis ei soodusta kristallide kasvu. Ideaalse osakese suuruse ja morfoloogiaga oksiidi saamiseks tuleb reaktsioonitingimusi rangelt kontrollida.

3. Karbamiidi sade

Karbamiidi sadestamise meetodit kasutatakse laialdaselt haruldaste muldmetallide oksiidi valmistamisel, mis pole mitte ainult odav ja hõlpsasti kasutatav, vaid millel on ka potentsiaal saavutada täpne kontroll lähteainete tuuma moodustumise ja osakeste kasvu üle, nii et karbamiidi sadestamise meetod on meelitanud üha rohkem inimesi. pooldanud ja äratanud praegu paljude teadlaste laialdast tähelepanu ja uurimistööd.

4. Pihustusgranuleerimine

Pihustusgranuleerimise tehnoloogia eelised on kõrge automatiseeritus, kõrge tootmistõhusus ja rohelise pulbri kõrge kvaliteet, seega on pihustusgranuleerimisest saanud tavaliselt kasutatav pulbri granuleerimismeetod.

Viimastel aastatel ei ole haruldaste muldmetallide tarbimine traditsioonilistel põldudel põhimõtteliselt muutunud, kuid selle kasutamine uutes materjalides on ilmselgelt suurenenud. Uue materjalina on nano Y₂O₃sellel on laiem rakendusvaldkond. Tänapäeval on nano Y valmistamiseks palju meetodeid₂O₃materjalid, mida saab jagada kolme kategooriasse: vedelfaasi meetod, gaasifaasi meetod ja tahke faasi meetod, millest kõige laialdasemalt kasutatakse vedelfaasi meetodit. Need jagunevad pihustuspürolüüsiks, hüdrotermiliseks sünteesiks, mikroemulsiooniks, sool-geeliks, põlemiseks. süntees ja sadestamine. Sferoidiseeritud ütriumoksiidi nanoosakestel on aga suurem eripind, pinnaenergia, parem voolavus ja hajuvus, millele tasub keskenduda.