Kryštálová štruktúra oxidu ytria
Oxid ytria (Y2O3) je biely oxid vzácnych zemín nerozpustný vo vode a zásadách a rozpustný v kyselinách. Je to typický seskvioxid vzácnych zemín typu C s objemovo centrovanou kubickou štruktúrou.
Tabuľka kryštálových parametrov Y2O3
Schéma kryštálovej štruktúry Y2O3
Fyzikálne a chemické vlastnosti oxidu ytria
(1) molárna hmotnosť je 225,82 g/mol a hustota je 5,01 g/cm3;
(2) Teplota topenia 2410℃, bod varu 4300℃, dobrá tepelná stabilita;
(3) Dobrá fyzikálna a chemická stabilita a dobrá odolnosť proti korózii;
(4) Tepelná vodivosť je vysoká, môže dosiahnuť 27 W/(MK) pri 300 K, čo je približne dvojnásobok tepelnej vodivosti ytriovo-hlinitého granátu (Y3Al5O12), čo je veľmi výhodné pre jeho použitie ako laserového pracovného média;
(5) Rozsah optickej priehľadnosti je široký (0,29 ~ 8 μm) a teoretická priepustnosť vo viditeľnej oblasti môže dosiahnuť viac ako 80 %;
(6) Energia fonónov je nízka a najsilnejší vrchol Ramanovho spektra sa nachádza pri 377 cm-1, čo je prospešné pre zníženie pravdepodobnosti neradiačného prechodu a zlepšenie svetelnej účinnosti konverzie nahor;
(7) Pod 2200℃, Y2O3je kubická fáza bez dvojlomu. Index lomu je 1,89 pri vlnovej dĺžke 1050 nm. Transformuje sa na hexagonálnu fázu nad 2200℃;
(8) Energetická medzera Y2O3je veľmi široký, až do 5,5 eV, a energetická hladina dopovaných trojmocných luminiscenčných iónov vzácnych zemín je medzi valenčným pásmom a vodivostným pásmom Y2O3a nad Fermiho energetickou hladinou, čím sa vytvárajú diskrétne luminiscenčné centrá.
(9)Áno2O3ako matricový materiál dokáže pojať vysokú koncentráciu trojmocných iónov vzácnych zemín a nahradiť Y3+ióny bez toho, aby spôsobili štrukturálne zmeny.
Hlavné použitie oxidu ytria
Oxid ytria ako funkčný aditívny materiál sa široko používa v oblastiach atómovej energie, leteckého priemyslu, fluorescencie, elektroniky, high-tech keramiky atď. vďaka svojim vynikajúcim fyzikálnym vlastnostiam, ako je vysoká dielektrická konštanta, dobrá tepelná odolnosť a silná odolnosť proti korózii.
Zdroj obrázka: Sieť
1, Ako fosforový matricový materiál sa používa v oblastiach zobrazovania, osvetlenia a označovania;
2, Ako materiál pre laserové médium je možné pripraviť priehľadnú keramiku s vysokým optickým výkonom, ktorú je možné použiť ako laserové pracovné médium na dosiahnutie laserového výstupu pri izbovej teplote;
3, Ako luminiscenčný matricový materiál s up-conversion sa používa v infračervenej detekcii, fluorescenčnom značení a iných oblastiach;
4, Vyrobené z priehľadnej keramiky, ktorá sa môže použiť na šošovky pre viditeľné a infračervené žiarenie, vysokotlakové výbojky, keramické scintilátory, pozorovacie okná vysokoteplotných pecí atď.
5, Môže sa použiť ako reakčná nádoba, materiál odolný voči vysokým teplotám, žiaruvzdorný materiál atď.
6, Ako suroviny alebo prísady sa tiež široko používajú vo vysokoteplotných supravodivých materiáloch, laserových kryštálových materiáloch, štrukturálnej keramike, katalytických materiáloch, dielektrickej keramike, vysokovýkonných zliatinách a ďalších oblastiach.
Metóda prípravy prášku oxidu ytria
Na prípravu oxidov vzácnych zemín sa často používa metóda zrážania v kvapalnej fáze, ktorá zahŕňa najmä metódu zrážania oxalátmi, metódu zrážania hydrogénuhličitanom amónnym, metódu hydrolýzy močoviny a metódu zrážania amoniakom. Okrem toho je v súčasnosti široko rozšírenou metódou prípravy aj rozprašovacia granulácia. Metóda zrážania soľami
1. metóda zrážania oxalátmi
Oxid vzácnych zemín pripravený metódou zrážania oxalátom má výhody vysokého stupňa kryštalizácie, dobrej kryštalickej formy, rýchlej filtrácie, nízkeho obsahu nečistôt a jednoduchej prevádzky, čo je bežná metóda na prípravu vysoko čistého oxidu vzácnych zemín v priemyselnej výrobe.
Metóda zrážania hydrogénuhličitanom amónnym
2. Metóda zrážania hydrogénuhličitanom amónnym
Hydrogénuhličitan amónny je lacné zrážacie činidlo. V minulosti sa na prípravu zmesi uhličitanu vzácnych zemín z lúhovacieho roztoku rudy vzácnych zemín často používala metóda zrážania hydrogénuhličitanom amónnym. V súčasnosti sa oxidy vzácnych zemín v priemysle pripravujú metódou zrážania hydrogénuhličitanom amónnym. Metóda zrážania hydrogénuhličitanom amónnym vo všeobecnosti spočíva v pridaní pevného hydrogénuhličitanu amónneho alebo jeho roztoku do roztoku chloridu vzácnych zemín pri určitej teplote. Po starnutí, premytí, vysušení a vypálení sa získa oxid. Avšak kvôli veľkému počtu bublín, ktoré vznikajú počas zrážania hydrogénuhličitanu amónneho, a nestabilnej hodnote pH počas zrážacej reakcie je rýchlosť nukleácie rýchla alebo pomalá, čo nevedie k rastu kryštálov. Aby sa získal oxid s ideálnou veľkosťou častíc a morfológiou, musia byť reakčné podmienky prísne kontrolované.
3. Zrážanie močoviny
Metóda zrážania močoviny sa široko používa pri príprave oxidov vzácnych zemín, je nielen lacná a ľahko ovládateľná, ale má aj potenciál dosiahnuť presnú kontrolu nukleácie prekurzorov a rastu častíc, takže metóda zrážania močoviny si v súčasnosti získala čoraz väčšiu obľubu a pritiahla rozsiahlu pozornosť a výskum mnohých vedcov.
4. Sprejová granulácia
Technológia rozprašovacej granulácie má výhody vysokej automatizácie, vysokej výrobnej účinnosti a vysokej kvality zeleného prášku, takže rozprašovacia granulácia sa stala bežne používanou metódou granulácie prášku.
V posledných rokoch sa spotreba vzácnych zemín v tradičných oblastiach zásadne nezmenila, ale ich využitie v nových materiáloch sa zjavne zvýšilo. Ako nový materiál, nano Y2O3má širšie pole použitia. V súčasnosti existuje mnoho metód na prípravu nano Y2O3materiály, ktoré možno rozdeliť do troch kategórií: metóda v kvapalnej fáze, metóda v plynnej fáze a metóda v tuhej fáze, medzi ktorými je metóda v kvapalnej fáze najpoužívanejšia. Delia sa na rozprašovaciu pyrolýzu, hydrotermálnu syntézu, mikroemulziu, sol-gél, spaľovaciu syntézu a zrážanie. Sféroidizované nanočastice oxidu ytria však budú mať vyšší špecifický povrch, povrchovú energiu, lepšiu tekutosť a disperzitu, na čo sa oplatí zamerať.
Čas uverejnenia: 4. júla 2022