Yttriumoksidin ominaisuudet, käyttö ja valmistus

Yttriumoksidin kiderakenne

Yttriumoksidi (Y₂O₃) on valkoinen harvinaisten maametallien oksidi, joka ei liukene veteen ja alkaliin ja liukenee happoon. Se on tyypillinen C-tyypin harvinaisten maametallien seskvioksidi, jolla on kappalekeskinen kuutiollinen rakenne.

Y:n kideparametritaulukko₂O₃

Y:n kiderakennekaavio₂O₃

Yttriumoksidin fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet

(1) moolimassa on 225,82 g/mol ja tiheys on 5,01 g/cm³³;

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

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

(4) Lämmönjohtavuus on korkea, voi nousta 27 W/(MK) 300 K:n lämpötilassa, mikä on noin kaksinkertainen yttriumalumiinigranaatin (Y) lämmönjohtavuuteen verrattuna.₃Al₅O₁₂), mikä on erittäin hyödyllistä sen käytölle lasertyöstöväliaineena;

(5) Optinen läpinäkyvyysalue on laaja (0,29–8 μm) ja teoreettinen läpäisykyky näkyvällä alueella voi nousta yli 80 prosenttiin;

(6) Fononienergia on alhainen ja Raman-spektrin voimakkain piikki sijaitsee kohdassa 377 cm^-1, mikä on hyödyllistä ei-säteilevän siirtymän todennäköisyyden vähentämiseksi ja ylöspäin muuntavan valotehokkuuden parantamiseksi;

(7) Alle 2200℃, Y₂O₃on kuutiollinen faasi ilman kahtaistaittumista. Taitekerroin on 1,89 aallonpituudella 1050 nm. Muuttuu kuusikulmaiseksi faasiksi yli 2200 nm:n aallonpituudella.℃;

(8) Y:n energiavaje₂O₃on hyvin leveä, jopa 5,5 eV, ja seostettujen kolmiarvoisten harvinaisten maametallien luminoivien ionien energiataso on Y:n valenssivyön ja johtavuusvyön välillä₂O₃ja Fermin energiatason yläpuolella, muodostaen siten erillisiä luminoivia keskuksia.

(9)Vuosikerta₂O₃matriisimateriaalina se voi vastaanottaa suuren pitoisuuden kolmiarvoisia harvinaisten maametallien ioneja ja korvata Y:n³⁺ioneja aiheuttamatta rakenteellisia muutoksia.

Yttriumoksidin tärkeimmät käyttötarkoitukset

Yttriumoksidia käytetään funktionaalisena lisäaineena laajalti atomienergian, ilmailu- ja avaruustekniikan, fluoresenssin, elektroniikan, korkean teknologian keramiikan ja niin edelleen aloilla sen erinomaisten fysikaalisten ominaisuuksien, kuten korkean dielektrisen vakion, hyvän lämmönkestävyyden ja vahvan korroosionkestävyyden, ansiosta.

Kuvalähde: Verkko

1, Fosforimatriisimateriaalina sitä käytetään näyttö-, valaistus- ja merkintäaloilla;

2, Laserväliainemateriaalina voidaan valmistaa läpinäkyviä, korkean optisen suorituskyvyn omaavia keraamisia materiaaleja, joita voidaan käyttää lasertyövälineenä huoneenlämmössä tapahtuvan lasersäteilyn toteuttamiseksi;

3, Ylöspäin muuntavana luminesoivana matriisimateriaalina sitä käytetään infrapunatunnistuksessa, fluoresenssimerkinnässä ja muilla aloilla;

4, Valmistettu läpinäkyväksi keramiikaksi, jota voidaan käyttää näkyvissä ja infrapunalinsseissä, korkeapainekaasupurkauslamppujen putkissa, keraamisissa tuikeaineissa, korkean lämpötilan uunin havaintoikkunoissa jne.

5, Sitä voidaan käyttää reaktioastiana, korkean lämpötilan kestävänä materiaalina, tulenkestävänä materiaalina jne.

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

Yttriumoksidijauheen valmistusmenetelmä

Nestemäisen faasin saostusmenetelmää käytetään usein harvinaisten maametallien oksidien valmistukseen, ja se sisältää pääasiassa oksalaattisaostusmenetelmän, ammoniumbikarbonaattisaostusmenetelmän, ureahydrolyysimenetelmän ja ammoniakkisaostusmenetelmän. Lisäksi ruiskutusrakeistus on myös valmistusmenetelmä, josta on nykyään paljon kiinnostusta. Suolan saostusmenetelmä

1. oksalaatin saostusmenetelmä

Oksalaattisaostusmenetelmällä valmistetulla harvinaisten maametallien oksidilla on korkea kiteytymisaste, hyvä kidemuoto, nopea suodatusnopeus, alhainen epäpuhtauspitoisuus ja helppo käyttö, mikä on yleinen menetelmä erittäin puhtaan harvinaisten maametallien oksidin valmistamiseksi teollisessa tuotannossa.

Ammoniumbikarbonaattisaostusmenetelmä

2. Ammoniumbikarbonaattisaostusmenetelmä

Ammoniumbikarbonaatti on halpa saostusaine. Aikaisemmin käytettiin usein ammoniumbikarbonaattisaostusmenetelmää harvinaisten maametallien karbonaatin valmistukseen harvinaisten maametallien malmin liuotusliuoksesta. Nykyään teollisuudessa harvinaisten maametallien oksideja valmistetaan ammoniumbikarbonaattisaostusmenetelmällä. Yleensä ammoniumbikarbonaattisaostusmenetelmässä ammoniumbikarbonaattia lisätään kiinteää ainetta tai liuosta harvinaisten maametallien kloridiliuokseen tietyssä lämpötilassa. Vanhentamisen, pesun, kuivaamisen ja polttamisen jälkeen saadaan oksidi. Ammoniumbikarbonaatin saostuksen aikana syntyvien kuplien suuren määrän ja saostusreaktion aikana vallitsevan epävakaan pH-arvon vuoksi ydintymisnopeus on kuitenkin nopea tai hidas, mikä ei edistä kiteiden kasvua. Jotta saadaan ihanteellinen hiukkaskoko ja morfologia omaava oksidi, reaktio-olosuhteita on valvottava tarkasti.

3. Ureasaostus

Ureasaostusmenetelmää käytetään laajalti harvinaisten maametallien oksidien valmistuksessa, mikä ei ole vain halpaa ja helppoa käyttää, vaan sillä on myös potentiaalia saavuttaa tarkka esiasteiden ydintymisen ja hiukkasten kasvun hallinta. Siksi ureasaostusmenetelmä on herättänyt yhä enemmän ihmisten suosiota ja herättänyt laajaa huomiota ja tutkimusta monilta tutkijoilta tällä hetkellä.

4. Ruiskutusrakeistus

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

Viime vuosina harvinaisten maametallien kulutus perinteisillä aloilla ei ole olennaisesti muuttunut, mutta niiden käyttö uusissa materiaaleissa on lisääntynyt selvästi. Uutena materiaalina nano-Y₂O₃sillä on laajempi sovellusalue. Nykyään on monia menetelmiä nano-Y:n valmistamiseksi₂O₃materiaalit, jotka voidaan jakaa kolmeen luokkaan: nestefaasimenetelmä, kaasufaasimenetelmä ja kiinteäfaasimenetelmä, joista nestefaasimenetelmä on yleisimmin käytetty. Ne jaetaan ruiskupyrolyysiin, hydrotermiseen synteesiin, mikroemulsioon, sol-geeliin, polttosynteesiin ja saostukseen. Sferoidisoiduilla yttriumoksidinanopartikkeleilla on kuitenkin suurempi ominaispinta-ala, pintaenergia, parempi juoksevuus ja dispergoituneisuus, mihin kannattaa keskittyä.