Kristalna struktura itrijevog oksida
Itrijev oksid (Y2O3) je bijeli oksid rijetke zemlje netopljiv u vodi i alkalijama, a topiv u kiselini. To je tipični seskvioksid rijetke zemlje tipa C s kubičnom strukturom u središtu tijela.
Tablica kristalnih parametara Y2O3
Dijagram kristalne strukture Y2O3
Fizikalna i kemijska svojstva itrijevog oksida
(1) molarna masa je 225,82 g/mol, a gustoća je 5,01 g/cm3;
(2) Talište 2410℃, vrelište 4300℃, dobra toplinska stabilnost;
(3) Dobra fizička i kemijska stabilnost i dobra otpornost na koroziju;
(4) Toplinska vodljivost je visoka, koja može doseći 27 W/(MK) na 300K, što je otprilike dvostruko više od toplinske vodljivosti itrijevog aluminijskog granata (Y3Al5O12), što je vrlo korisno za njegovu upotrebu kao laserskog radnog medija;
(5) Raspon optičke prozirnosti je širok (0,29~8μm), a teorijska propusnost u vidljivom području može doseći više od 80%;
(6) Energija fonona je niska, a najjači vrh Ramanovog spektra nalazi se na 377 cm-1, što je korisno za smanjenje vjerojatnosti prijelaza bez zračenja i poboljšanje svjetlosne učinkovitosti konverzije naviše;
(7) Ispod 2200℃, Y2O3je kubična faza bez dvoloma. Indeks loma je 1,89 na valnoj duljini od 1050nm. Transformacija u heksagonalnu fazu iznad 2200℃;
(8) Energetski jaz Y2O3je vrlo širok, do 5,5 eV, a razina energije dopiranih trovalentnih luminescentnih iona rijetkih zemalja je između valentnog pojasa i vodljivog pojasa Y2O3i iznad Fermijeve energetske razine, tvoreći tako diskretne luminiscentne centre.
(9) Y2O3, kao materijal matrice, može primiti visoku koncentraciju trovalentnih iona rijetkih zemalja i zamijeniti Y3+iona bez izazivanja strukturnih promjena.
Glavne upotrebe itrijevog oksida
Itrijev oksid, kao funkcionalni aditivni materijal, naširoko se koristi u područjima atomske energije, zrakoplovstva, fluorescencije, elektronike, visokotehnološke keramike i tako dalje zbog svojih izvrsnih fizičkih svojstava kao što su visoka dielektrična konstanta, dobra otpornost na toplinu i jaka korozija otpornost.
Izvor slike: Mreža
1, Kao materijal fosforne matrice, koristi se u poljima prikaza, rasvjete i označavanja;
2, Kao materijal za laserski medij, može se pripremiti prozirna keramika s visokim optičkim performansama, koja se može koristiti kao laserski radni medij za postizanje izlaza lasera na sobnoj temperaturi;
3, Kao luminiscentni matrični materijal s povećanjem konverzije, koristi se u infracrvenoj detekciji, fluorescentnom označavanju i drugim poljima;
4, Izrađeno u prozirnu keramiku, koja se može koristiti za vidljive i infracrvene leće, cijevi visokotlačnih plinskih žarulja, keramičke scintilatore, prozore za promatranje visokotemperaturnih peći itd.
5, Može se koristiti kao reakcijska posuda, materijal otporan na visoke temperature, vatrostalni materijal itd.
6, Kao sirovine ili aditivi, također se naširoko koriste u visokotemperaturnim supravodljivim materijalima, laserskim kristalnim materijalima, strukturnoj keramici, katalitičkim materijalima, dielektričnoj keramici, legurama visokih performansi i drugim poljima.
Metoda pripreme praha itrijevog oksida
Metoda taloženja tekuće faze često se koristi za pripremu oksida rijetkih zemalja, što uglavnom uključuje metodu taloženja oksalata, metodu taloženja amonijevim bikarbonatom, metodu hidrolize uree i metodu taloženja amonijakom. Dodatno, granulacija raspršivanjem također je metoda pripreme koja je trenutno vrlo razmatrana. Metoda taloženja soli
1. metoda taloženja oksalata
Oksid rijetke zemlje pripremljen metodom taloženja oksalata ima prednosti visokog stupnja kristalizacije, dobrog kristalnog oblika, velike brzine filtracije, niskog sadržaja nečistoća i jednostavnog rada, što je uobičajena metoda za pripremu oksida rijetke zemlje visoke čistoće u industrijskoj proizvodnji.
Metoda taloženja amonijevim bikarbonatom
2. Metoda taloženja amonijevim bikarbonatom
Amonijev bikarbonat je jeftin taložnik. U prošlosti su ljudi često koristili metodu taloženja amonijevog bikarbonata za pripremu miješanog karbonata rijetke zemlje iz otopine za ispiranje rude rijetke zemlje. Trenutačno se oksidi rijetkih zemalja u industriji pripremaju metodom taloženja amonijevim bikarbonatom. Općenito, metoda taloženja amonijevog bikarbonata je dodavanje krutine ili otopine amonijevog bikarbonata u otopinu klorida rijetke zemlje na određenoj temperaturi. Nakon starenja, pranja, sušenja i spaljivanja, dobiva se oksid. Međutim, zbog velikog broja mjehurića koji nastaju tijekom taloženja amonijevog bikarbonata i nestabilne pH vrijednosti tijekom reakcije taloženja, brzina nukleacije je brza ili spora, što ne pogoduje rastu kristala. Kako bi se dobio oksid idealne veličine čestica i morfologije, uvjeti reakcije moraju biti strogo kontrolirani.
3. Taloženje uree
Metoda taloženja ureom naširoko se koristi u pripremi oksida rijetke zemlje, koja nije samo jeftina i laka za rukovanje, već ima i potencijal za postizanje točne kontrole nukleacije prekursora i rasta čestica, tako da je metoda taloženja ureom privukla sve više i više ljudi naklonost i privukla je opsežnu pozornost i istraživanja mnogih znanstvenika u ovom trenutku.
4. Granulacija sprejom
Tehnologija granulacije raspršivanjem ima prednosti visoke automatizacije, visoke učinkovitosti proizvodnje i visoke kvalitete zelenog praha, tako da je granulacija raspršivanjem postala često korištena metoda granulacije praha.
Posljednjih godina, potrošnja rijetkih zemalja u tradicionalnim poljima nije se bitno promijenila, ali je njihova primjena u novim materijalima očito porasla. Kao novi materijal, nano Y2O3ima šire područje primjene. Danas postoje mnoge metode za pripremu nano Y2O3materijala, koji se mogu podijeliti u tri kategorije: metoda tekuće faze, metoda plinske faze i metoda krute faze, među kojima je metoda tekuće faze najčešće korištena. Dijele se na pirolizu raspršivanjem, hidrotermalnu sintezu, mikroemulziju, sol-gel, izgaranje sinteza i taloženje. Međutim, sferoidizirane nanočestice itrijevog oksida imat će veću specifičnu površinu, površinsku energiju, bolju fluidnost i disperziju, na što se vrijedi usredotočiti.
Vrijeme objave: 4. srpnja 2022