Egenskaper, anvendelse og fremstilling av yttriumoksid

Krystallstrukturen til yttriumoksid

Yttriumoksid (Y₂O₃) er et hvitt sjeldne jordartsoksid som er uløselig i vann og alkali og løselig i syre. Det er et typisk C-type sjeldne jordartssesquioksid med legemesentrert kubisk struktur.

Krystallparametertabell for Y₂O₃

Krystallstrukturdiagram av Y₂O₃

Fysiske og kjemiske egenskaper til yttriumoksid

(1) molmassen er 225,82 g/mol og tettheten er 5,01 g/cm³;

(2) Smeltepunkt 2410℃, kokepunkt 4300℃, god termisk stabilitet;

(3) God fysisk og kjemisk stabilitet og god korrosjonsbestandighet;

(4) Varmeledningsevnen er høy, og kan nå 27 W/(MK) ved 300K, som er omtrent dobbelt så høy som varmeledningsevnen til yttriumaluminiumgranat (Y₃Al₅O₁₂), noe som er svært gunstig for bruken som laserbearbeidingsmedium;

(5) Det optiske transparensområdet er bredt (0,29~8μm), og den teoretiske transmittansen i det synlige området kan nå mer enn 80%;

(6) Fononenergien er lav, og den sterkeste toppen av Raman-spekteret ligger ved 377 cm⁻¹^-1, noe som er gunstig for å redusere sannsynligheten for ikke-strålende overgang og forbedre lyseffektiviteten ved oppkonvertering;

(7) Under 2200℃, Y₂O₃er en kubisk fase uten dobbeltbrytning. Brytningsindeksen er 1,89 ved bølgelengden 1050 nm. Transformeres til en heksagonal fase over 2200℃;

(8) Energigapet til Y₂O₃er veldig bred, opptil 5,5 eV, og energinivået til dopede trivalente sjeldne jordartsmetaller med lysende ioner ligger mellom valensbåndet og ledningsbåndet til Y₂O₃og over Fermis energinivå, og danner dermed diskrete lysende sentre.

(9) Å₂O₃, som et matriksmateriale, kan romme høy konsentrasjon av trivalente sjeldne jordartsmetallioner og erstatte Y³⁺ioner uten å forårsake strukturelle endringer.

Hovedbruksområder for yttriumoksid

Yttriumoksid, som et funksjonelt additivmateriale, er mye brukt innen atomenergi, luftfart, fluorescens, elektronikk, høyteknologisk keramikk og så videre på grunn av dets utmerkede fysiske egenskaper som høy dielektrisk konstant, god varmebestandighet og sterk korrosjonsbestandighet.

Bildekilde: Nettverk

1, Som et fosformatrisemateriale brukes det innen display, belysning og merking;

2. Som lasermediummateriale kan det fremstilles gjennomsiktig keramikk med høy optisk ytelse, som kan brukes som laserarbeidsmedium for å oppnå laserutgang ved romtemperatur;

3, Som et oppkonverterende luminescerende matrisemateriale brukes det i infrarød deteksjon, fluorescensmerking og andre felt;

4, Laget til gjennomsiktig keramikk, som kan brukes til synlige og infrarøde linser, høytrykksgassutladningslamperør, keramiske scintillatorer, observasjonsvinduer for høytemperaturovner, etc.

5, Den kan brukes som reaksjonsbeholder, høytemperaturbestandig materiale, ildfast materiale, etc.

6, Som råvarer eller tilsetningsstoffer er de også mye brukt i høytemperatur superledende materialer, laserkrystallmaterialer, strukturell keramikk, katalytiske materialer, dielektrisk keramikk, høyytelseslegeringer og andre felt.

Fremstillingsmetode for yttriumoksidpulver

Flytende faseutfellingsmetoden brukes ofte til å fremstille sjeldne jordartsoksider, som hovedsakelig inkluderer oksalatutfellingsmetoden, ammoniumbikarbonatutfellingsmetoden, ureahydrolysemetoden og ammoniakkutfellingsmetoden. I tillegg er spraygranulering også en fremstillingsmetode som er mye brukt i dag. Saltutfellingsmetoden

1. oksalatutfellingsmetode

Oksalatutfellingsmetoden har fordelene med høy krystallisasjonsgrad, god krystallform, rask filtreringshastighet, lavt urenhetsinnhold og enkel betjening, noe som er en vanlig metode for å fremstille sjeldne jordartsoksider med høy renhet i industriell produksjon.

Metode for utfelling av ammoniumbikarbonat

2. Ammoniumbikarbonatutfellingsmetode

Ammoniumbikarbonat er et billig utfellingsmiddel. Tidligere brukte man ofte ammoniumbikarbonatutfellingsmetoden for å fremstille blandet sjeldne jordartskarbonat fra utvaskingsløsning av sjeldne jordartsmalm. I dag fremstilles sjeldne jordartsoksider ved hjelp av ammoniumbikarbonatutfellingsmetoden i industrien. Vanligvis går ammoniumbikarbonatutfellingsmetoden ut på å tilsette ammoniumbikarbonat i fast form eller løsning til sjeldne jordartskloridløsninger ved en viss temperatur. Etter aldring, vasking, tørking og brenning oppnås oksidet. På grunn av det store antallet bobler som genereres under utfellingen av ammoniumbikarbonat og den ustabile pH-verdien under utfellingsreaksjonen, er imidlertid kimdannelseshastigheten rask eller langsom, noe som ikke bidrar til krystallvekst. For å oppnå oksidet med ideell partikkelstørrelse og morfologi, må reaksjonsbetingelsene kontrolleres strengt.

3. Urea-utfelling

Urea-utfellingsmetoden er mye brukt i fremstillingen av sjeldne jordartsoksider, som ikke bare er billig og enkel å betjene, men har også potensial til å oppnå nøyaktig kontroll av forløperkimdannelse og partikkelvekst, så urea-utfellingsmetoden har tiltrukket seg flere og flere menneskers gunst og tiltrukket seg omfattende oppmerksomhet og forskning fra mange forskere for tiden.

4. Spraygranulering

Spraygranuleringsteknologi har fordelene med høy automatisering, høy produksjonseffektivitet og høy kvalitet på grønt pulver, så spraygranulering har blitt en vanlig brukt pulvergranuleringsmetode.

I de senere årene har forbruket av sjeldne jordarter i tradisjonelle felt ikke endret seg i bunn og grunn, men bruken i nye materialer har økt betydelig. Nano Y er et nytt materiale.₂O₃har et bredere bruksområde. I dag finnes det mange metoder for å fremstille nano Y₂O₃materialer, som kan deles inn i tre kategorier: væskefasemetoden, gassfasemetoden og fastfasemetoden, hvorav væskefasemetoden er den mest brukte. De er delt inn i spraypyrolyse, hydrotermisk syntese, mikroemulsjon, sol-gel, forbrenningssyntese og utfelling. Imidlertid vil de sfæroidiserte yttriumoksid-nanopartiklene ha høyere spesifikt overflateareal, overflateenergi, bedre fluiditet og dispergering, noe som er verdt å fokusere på.