Yttriumoksidin ominaisuudet, käyttö ja valmistus

Yttriumoksidin kiderakenne

Yttriumoksidi (Y₂O₃) on valkoinen harvinaisen maametallin oksidi, joka ei liukene veteen ja emäksiin ja liukenee happoon. Se on tyypillinen C-tyypin harvinaisten maametallien seskvioksidi, jolla on vartalokeskeinen kuutiorakenne.

Y:n kristalliparametritaulukko₂O₃

Y:n kristallirakennekaavio₂O₃

Yttriumoksidin fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet

(1) moolimassa on 225,82 g/mol ja tiheys 5,01 g/cm³;

(2) Sulamispiste 2410℃, kiehumispiste 4300℃, hyvä lämmönkestävyys;

(3) Hyvä fysikaalinen ja kemiallinen stabiilius ja hyvä korroosionkestävyys;

(4) Lämmönjohtavuus on korkea, ja se voi saavuttaa 27 W/(MK) 300 K lämpötilassa, mikä on noin kaksi kertaa yttriumalumiinin granaatti (Y) lämmönjohtavuus₃Al₅O₁₂), mikä on erittäin hyödyllistä sen käytön lasertyövälineenä;

(5) Optinen läpinäkyvyysalue on laaja (0,29 ~ 8 μm), ja teoreettinen läpäisykyky näkyvällä alueella voi olla yli 80 %;

(6) Fononienergia on alhainen ja Raman-spektrin vahvin huippu sijaitsee 377 cm:ssä^-1, joka on hyödyllinen vähentämään ei-säteilyn siirtymän todennäköisyyttä ja parantamaan ylös-muunnoksen valotehokkuutta;

(7) Alle 2200℃, Y₂O₃on kuutiofaasi ilman kahtaistaitetta. Taitekerroin on 1,89 aallonpituudella 1050 nm. Muuntumassa kuusikulmainen vaihe yli 2200℃;

(8) Y:n energiarako₂O₃on hyvin leveä, jopa 5,5 eV, ja seostettujen kolmenarvoisten harvinaisten maametallien luminesoivien ionien energiataso on Y:n valenssikaistan ja johtavuuskaistan välillä₂O₃ja Fermin energiatason yläpuolella muodostaen siten erillisiä luminoivia keskuksia.

(9)Y₂O₃, matriisimateriaalina, voi ottaa vastaan ​​suuren pitoisuuden kolmenarvoisia harvinaisten maametallien ioneja ja korvata Y:n³⁺ioneja aiheuttamatta rakenteellisia muutoksia.

Yttriumoksidin tärkeimmät käyttötarkoitukset

Yttriumoksidia funktionaalisena lisäaineena käytetään laajalti atomienergian, ilmailun, fluoresenssin, elektroniikan, huipputeknisen keramiikan ja niin edelleen aloilla erinomaisten fysikaalisten ominaisuuksiensa, kuten korkean dielektrisyysvakion, hyvän lämmönkestävyyden ja voimakkaan korroosion, ansiosta. vastus.

Kuvan lähde: Verkko

1, fosforimatriisimateriaalina sitä käytetään näytön, valaistuksen ja merkinnän aloilla;

2, Lasermediamateriaalina voidaan valmistaa läpinäkyvää keramiikkaa, jolla on korkea optinen suorituskyky, jota voidaan käyttää lasertyövälineenä huoneenlämpöisen lasertulon toteuttamiseksi;

3, ylöspäin muuntavana luminoivana matriisimateriaalina sitä käytetään infrapunailmaisussa, fluoresenssimerkinnässä ja muilla aloilla;

4, Valmistettu läpinäkyvästä keramiikasta, jota voidaan käyttää näkyville ja infrapunalinsseille, korkeapaineisille kaasupurkauslamppuputkille, keraamisille tuikeputkille, korkean lämpötilan uunin tarkkailuikkunille jne.

5, Sitä voidaan käyttää reaktioastiana, korkeaa lämpötilaa kestävänä materiaalina, tulenkestävänä materiaalina jne.

6, Raaka-aineina tai lisäaineina niitä käytetään myös laajalti korkean lämpötilan suprajohtavissa materiaaleissa, laserkidemateriaaleissa, rakennekeramiikassa, katalyyttisissä materiaaleissa, dielektrisessä keramiikassa, korkean suorituskyvyn seoksissa ja muilla aloilla.

Yttriumoksidijauheen valmistusmenetelmä

Harvinaisten maametallien oksidien valmistukseen käytetään usein nestefaasisaostusmenetelmää, joka sisältää pääasiassa oksalaattisaostusmenetelmän, ammoniumbikarbonaattisaostusmenetelmän, ureahydrolyysimenetelmän ja ammoniakin saostusmenetelmän. Lisäksi ruiskurakeistus on myös valmistusmenetelmä, josta on tällä hetkellä laajalti puhuttu. Suolasaostusmenetelmä

1. oksalaattisaostusmenetelmä

Oksalaattisaostusmenetelmällä valmistetulla harvinaisen maametallin oksidilla on korkea kiteytysaste, hyvä kidemuoto, nopea suodatusnopeus, alhainen epäpuhtauspitoisuus ja helppo käyttö, mikä on yleinen menetelmä korkean puhtauden harvinaisten maametallien oksidien valmistamiseksi teollisessa tuotannossa.

Ammoniumbikarbonaattisaostusmenetelmä

2. Ammoniumbikarbonaattisaostusmenetelmä

Ammoniumbikarbonaatti on halpa saostusaine. Aiemmin ihmiset käyttivät usein ammoniumbikarbonaatin saostusmenetelmää harvinaisten maametallien karbonaatin valmistukseen harvinaisten maametallien liuotusliuoksesta. Tällä hetkellä harvinaisten maametallien oksideja valmistetaan teollisuudessa ammoniumbikarbonaattisaostusmenetelmällä. Yleensä ammoniumbikarbonaatin saostusmenetelmä on lisätä ammoniumbikarbonaatin kiinteää ainetta tai liuosta harvinaisen maametallin kloridiliuokseen tietyssä lämpötilassa. Vanhentamisen, pesun, kuivauksen ja polton jälkeen saadaan oksidi. Ammoniumbikarbonaatin saostuksen aikana syntyneiden kuplien suuren lukumäärän ja saostusreaktion aikana epävakaan pH-arvon vuoksi ydintymisnopeus on kuitenkin nopea tai hidas, mikä ei edistä kiteen kasvua. Jotta saataisiin oksidi, jolla on ihanteellinen hiukkaskoko ja morfologia, reaktio-olosuhteita on valvottava tarkasti.

3. Urean saostuminen

Urea-saostusmenetelmää käytetään laajalti harvinaisten maametallien oksidin valmistuksessa, joka ei ole vain halpa ja helppokäyttöinen, vaan jolla on myös potentiaalia saavuttaa tarkka hallinta esiasteen ydintymistä ja hiukkasten kasvua, joten urean saostusmenetelmä on houkutellut yhä enemmän ihmisiä. suosi ja herätti laajaa huomiota ja tutkimusta monilta tutkijoilta tällä hetkellä.

4. Suihkurakeistus

Suihkerakeistustekniikan etuna on korkea automaatio, korkea tuotantotehokkuus ja vihreän jauheen korkea laatu, joten ruiskurakeistuksesta on tullut yleisesti käytetty jauherakeistusmenetelmä.

Viime vuosina harvinaisten maametallien kulutus perinteisillä aloilla ei ole olennaisesti muuttunut, mutta sen käyttö uusissa materiaaleissa on selvästi lisääntynyt. Uutena materiaalina nano Y₂O₃on laajempi sovellusalue. Nykyään on olemassa monia menetelmiä nano Y:n valmistamiseksi₂O₃materiaalit, jotka voidaan jakaa kolmeen luokkaan: nestefaasimenetelmä, kaasufaasimenetelmä ja kiinteäfaasimenetelmä, joista nestefaasimenetelmä on laajimmin käytetty. Ne jaetaan sumutuspyrolyysiin, hydrotermiseen synteesiin, mikroemulsioihin, sooli-geeliin, polttoon. synteesi ja saostus. Sferoidoiduilla yttriumoksidinanohiukkasilla on kuitenkin suurempi ominaispinta-ala, pintaenergia, parempi juoksevuus ja hajoavuus, mihin kannattaa keskittyä.