Kristalna struktura itrijevega oksida
Itrijev oksid (Y2O3) je bel redkozemeljski oksid, netopen v vodi in alkalijah ter topen v kislini. Je tipičen redkozemeljski seskvioksid tipa C s prostorsko centrirano kubično strukturo.
Tabela kristalnih parametrov Y2O3
Diagram kristalne strukture Y2O3
Fizikalne in kemijske lastnosti itrijevega oksida
(1) molska masa je 225,82 g/mol, gostota pa 5,01 g/cm3;
(2) Tališče 2410℃, vrelišče 4300℃, dobra toplotna stabilnost;
(3) Dobra fizikalna in kemična stabilnost ter dobra odpornost proti koroziji;
(4) Toplotna prevodnost je visoka, ki lahko doseže 27 W/(MK) pri 300K, kar je približno dvakrat večja toplotna prevodnost itrijevega aluminijevega granata (Y3Al5O12), kar je zelo koristno za njegovo uporabo kot laserskega delovnega medija;
(5) Območje optične prosojnosti je široko (0,29~8 μm), teoretična prepustnost v vidnem območju pa lahko doseže več kot 80 %;
(6) Energija fononov je nizka, najmočnejši vrh Ramanovega spektra pa se nahaja pri 377 cm-1, kar je koristno za zmanjšanje verjetnosti nesevalnega prehoda in izboljšanje svetlobne učinkovitosti pretvorbe navzgor;
(7) Pod 2200℃, Y2O3je kubična faza brez dvolomnosti. Lomni količnik je 1,89 pri valovni dolžini 1050 nm. Nad 2200 se pretvori v heksagonalno fazo.℃;
(8) Energijska vrzel Y2O3je zelo širok, do 5,5 eV, energijska raven dopiranih trivalentnih luminiscentnih ionov redkih zemelj pa je med valentnim pasom in prevodnim pasom Y2O3in nad Fermijevo energijsko ravnjo, s čimer tvorijo diskretne luminiscenčne centre.
(9)Y2O3, kot matrični material, lahko sprejme visoko koncentracijo trivalentnih redkozemeljskih ionov in nadomesti Y3+ioni brez povzročanja strukturnih sprememb.
Glavne uporabe itrijevega oksida
Itrijev oksid se kot funkcionalni aditivni material pogosto uporablja na področjih atomske energije, vesoljske industrije, fluorescence, elektronike, visokotehnološke keramike in tako naprej zaradi svojih odličnih fizikalnih lastnosti, kot so visoka dielektrična konstanta, dobra toplotna odpornost in močna odpornost proti koroziji.
Vir slike: Omrežje
1, Kot fosforni matrični material se uporablja na področjih prikaza, osvetlitve in označevanja;
2, Kot laserski medij je mogoče pripraviti prozorno keramiko z visoko optično zmogljivostjo, ki jo je mogoče uporabiti kot laserski delovni medij za doseganje laserskega izhoda pri sobni temperaturi;
3, Kot luminiscentni matrični material z zgornjo pretvorbo se uporablja pri infrardečem zaznavanju, fluorescentnem označevanju in drugih področjih;
4, izdelano iz prozorne keramike, ki se lahko uporablja za vidne in infrardeče leče, visokotlačne plinske sijalke, keramične scintilatorje, opazovalna okna pri visokih temperaturah itd.
5, Lahko se uporablja kot reakcijska posoda, material, odporen na visoke temperature, ognjevzdržni material itd.
6, Kot surovine ali dodatki se pogosto uporabljajo tudi v visokotemperaturnih superprevodnih materialih, laserskih kristalnih materialih, strukturni keramiki, katalitičnih materialih, dielektrični keramiki, visokozmogljivih zlitinah in drugih področjih.
Metoda priprave prahu itrijevega oksida
Za pripravo redkozemeljskih oksidov se pogosto uporablja metoda obarjanja v tekoči fazi, ki vključuje predvsem metodo obarjanja z oksalatom, metodo obarjanja z amonijevim bikarbonatom, metodo hidrolize sečnine in metodo obarjanja z amoniakom. Poleg tega je metoda priprave s pršenjem prav tako zelo razširjena. Metoda obarjanja s soljo
1. metoda obarjanja oksalata
Redkozemeljski oksid, pripravljen z metodo obarjanja z oksalatom, ima prednosti visoke stopnje kristalizacije, dobre kristalne oblike, hitre filtracije, nizke vsebnosti nečistoč in enostavnega delovanja, kar je običajna metoda za pripravo visoko čistega redkozemeljskega oksida v industrijski proizvodnji.
Metoda obarjanja z amonijevim bikarbonatom
2. Metoda obarjanja z amonijevim bikarbonatom
Amonijev bikarbonat je poceni sredstvo za obarjanje. V preteklosti so ljudje pogosto uporabljali metodo obarjanja z amonijevim bikarbonatom za pripravo mešanega karbonata redkih zemelj iz raztopine za izluževanje rude redkih zemelj. Trenutno se oksidi redkih zemelj v industriji pripravljajo z metodo obarjanja z amonijevim bikarbonatom. Metoda obarjanja z amonijevim bikarbonatom običajno vključuje dodajanje trdne snovi ali raztopine amonijevega bikarbonata v raztopino klorida redkih zemelj pri določeni temperaturi. Po staranju, pranju, sušenju in žganju dobimo oksid. Zaradi velikega števila mehurčkov, ki nastanejo med obarjanjem amonijevega bikarbonata, in nestabilne vrednosti pH med reakcijo obarjanja pa je hitrost nukleacije hitra ali počasna, kar ne prispeva k rasti kristalov. Da bi dobili oksid z idealno velikostjo delcev in morfologijo, je treba reakcijske pogoje strogo nadzorovati.
3. Obarjanje sečnine
Metoda obarjanja z sečnino se pogosto uporablja pri pripravi redkozemeljskih oksidov, saj ni le poceni in enostavna za uporabo, temveč ima tudi potencial za doseganje natančnega nadzora nad nukleacijo prekurzorjev in rastjo delcev, zato je metoda obarjanja z sečnino pritegnila vse več ljudi in pritegnila veliko pozornosti in raziskav številnih znanstvenikov.
4. Granulacija s pršenjem
Tehnologija granulacije z razprševanjem ima prednosti visoke avtomatizacije, visoke proizvodne učinkovitosti in visoke kakovosti zelenega prahu, zato je granulacija z razprševanjem postala pogosto uporabljena metoda granulacije prahu.
V zadnjih letih se poraba redkih zemelj na tradicionalnih področjih ni bistveno spremenila, vendar se je njihova uporaba v novih materialih očitno povečala. Kot nov material je nano Y ...2O3ima širše področje uporabe. Dandanes obstaja veliko metod za pripravo nano Y2O3materiali, ki jih lahko razdelimo v tri kategorije: metoda tekoče faze, metoda plinske faze in metoda trdne faze, med katerimi je metoda tekoče faze najpogosteje uporabljena. Delimo jih na razpršilno pirolizo, hidrotermalno sintezo, mikroemulzijo, sol-gel, sintezo z zgorevanjem in obarjanje. Vendar pa bodo imeli sferoidizirani nanodelci itrijevega oksida večjo specifično površino, površinsko energijo, boljšo fluidnost in disperznost, na kar se je vredno osredotočiti.
Čas objave: 4. julij 2022