Властивості, застосування та отримання оксиду ітрію

Кристалічна структура оксиду ітрію

Оксид ітрію (Y₂O₃) являє собою білий рідкоземельний оксид, нерозчинний у воді та лугу та розчинний у кислоті. Це типовий рідкоземельний сесквіоксид С-типу з об'ємно-центрованою кубічною структурою.

Таблиця параметрів кристала Y₂O₃

Діаграма кристалічної структури Y₂O₃

Фізичні та хімічні властивості оксиду ітрію

(1) молярна маса 225,82 г/моль, а густина 5,01 г/см³;

(2) Температура плавлення 2410℃, температура кипіння 4300℃, хороша термостійкість;

(3) хороша фізична та хімічна стабільність і хороша стійкість до корозії;

(4) Теплопровідність є високою, яка може досягати 27 Вт/(MK) при 300 К, що приблизно вдвічі перевищує теплопровідність ітрієвого алюмінієвого гранату (Y₃Al₅O₁₂), що дуже вигідно для його використання як робочого середовища лазера;

(5) Діапазон оптичної прозорості широкий (0,29 ~ 8 мкм), а теоретичний коефіцієнт пропускання у видимій області може досягати понад 80%;

(6) Енергія фононів низька, а найсильніший пік раманівського спектру розташований на 377 см^-1, що є корисним для зменшення ймовірності безвипромінювального переходу та покращення світлової ефективності з підвищенням перетворення;

(7) Менше 2200℃, Ю₂O₃є кубічною фазою без подвійного променезаломлення. Показник заломлення становить 1,89 на довжині хвилі 1050 нм. Перехід у гексагональну фазу вище 2200℃;

(8) Енергетична щілина Y₂O₃дуже широкий, до 5,5 еВ, а рівень енергії легованих тривалентних рідкоземельних люмінесцентних іонів знаходиться між валентною зоною та зоною провідності Y₂O₃і вище рівня енергії Фермі, утворюючи таким чином дискретні люмінесцентні центри.

(9) Y₂O₃, як матричний матеріал, може вмістити високу концентрацію тривалентних рідкоземельних іонів і замінити Y³⁺іонів, не викликаючи структурних змін.

Основні сфери використання оксиду ітрію

Оксид ітрію, як функціональний додатковий матеріал, широко використовується в галузі атомної енергетики, аерокосмічної промисловості, флуоресценції, електроніки, високотехнологічної кераміки тощо через його відмінні фізичні властивості, такі як висока діелектрична проникність, хороша термостійкість і сильна корозія. опір.

Джерело зображення: мережа

1, Як матеріал люмінофорної матриці він використовується в областях відображення, освітлення та маркування;

2. Як матеріал для лазерного середовища можна підготувати прозору кераміку з високою оптичною характеристикою, яку можна використовувати як робоче середовище для лазера для реалізації лазерного виходу кімнатної температури;

3, Як матеріал люмінесцентної матриці з підвищенням конверсії, він використовується в інфрачервоному виявленні, флуоресцентному маркуванні та інших областях;

4, зроблено у прозору кераміку, яку можна використовувати для видимих ​​та інфрачервоних лінз, трубок газорозрядних ламп високого тиску, керамічних сцинтиляторів, вікон для спостереження за високотемпературними печами тощо

5, його можна використовувати як реакційну ємність, високотемпературний стійкий матеріал, вогнетривкий матеріал тощо.

6, як сировина або добавки, вони також широко використовуються у високотемпературних надпровідних матеріалах, лазерних кристалічних матеріалах, конструкційній кераміці, каталітичних матеріалах, діелектричній кераміці, високоефективних сплавах та інших областях.

Спосіб отримання порошку оксиду ітрію

Метод рідкофазного осадження часто використовується для отримання рідкоземельних оксидів, який в основному включає метод осадження оксалатом, метод осадження бікарбонатом амонію, метод гідролізу сечовини та метод осадження аміаком. Крім того, розпилювальне гранулювання також є методом отримання, який зараз широко зацікавлений. Метод осадження солі

1. метод оксалатного осадження

Оксид рідкоземельних металів, отриманий методом осадження оксалатом, має такі переваги, як високий ступінь кристалізації, хороша кристалічна форма, швидка швидкість фільтрації, низький вміст домішок і легкість експлуатації, що є звичайним методом для отримання високочистого оксиду рідкоземельних металів у промисловому виробництві.

Метод осадження бікарбонатом амонію

2. Метод осадження гідрокарбонатом амонію

Бікарбонат амонію є дешевим осадником. У минулому люди часто використовували метод осадження бікарбонатом амонію для отримання змішаного рідкоземельного карбонату з розчину вилуговування рідкоземельних руд. В даний час рідкоземельні оксиди отримують в промисловості методом осадження бікарбонатом амонію. Як правило, метод осадження бікарбонату амонію полягає в додаванні твердого або розчину бікарбонату амонію в розчин рідкоземельного хлориду при певній температурі. Після старіння, промивання, сушіння та спалювання отримують оксид. Однак через велику кількість бульбашок, що утворюються під час осадження бікарбонату амонію, і нестабільне значення рН під час реакції осадження, швидкість зародження є швидкою або повільною, що не сприяє росту кристалів. Щоб отримати оксид з ідеальним розміром частинок і морфологією, необхідно строго контролювати умови реакції.

3. Осадження сечовини

Метод осадження сечовиною широко використовується для отримання рідкоземельного оксиду, який не тільки дешевий і простий в експлуатації, але також має потенціал для досягнення точного контролю зародження прекурсорів і росту частинок, тому метод осадження сечовиною приваблює все більше і більше людей на користь і привернув велику увагу та дослідження багатьох вчених в даний час.

4. Розпилювальне гранулювання

Технологія розпилювальної грануляції має переваги високої автоматизації, високої ефективності виробництва та високої якості зеленого порошку, тому розпилювальна грануляція стала широко використовуваним методом гранулювання порошку.

За останні роки споживання рідкісноземельних металів у традиційних галузях істотно не змінилося, але його використання в нових матеріалах явно зросло. Як новий матеріал, nano Y₂O₃має більш широку сферу застосування. В даний час існує багато методів приготування нано Y₂O₃матеріали, які можна розділити на три категорії: рідкофазний метод, газофазний метод і твердофазний метод, серед яких рідкофазний метод є найбільш широко використовуваним. Вони поділяються на розпилювальний піроліз, гідротермальний синтез, мікроемульсія, золь-гель, горіння синтез і осадження. Однак сфероїдні наночастинки оксиду ітрію матимуть вищу питому поверхню, поверхневу енергію, кращу текучість і дисперсність, на чому варто зосередитися.