Κρυσταλλική δομή του οξειδίου του υττρίου
Οξείδιο του υττρίου (Y2O3) είναι ένα λευκό οξείδιο σπάνιων γαιών αδιάλυτο στο νερό και τα αλκάλια και διαλυτό σε οξύ. Είναι ένα τυπικό σεσκιοξείδιο σπάνιων γαιών τύπου C με κυβική δομή με κέντρο το σώμα.
Πίνακας παραμέτρων κρυστάλλου του Y2O3
Διάγραμμα κρυσταλλικής δομής του Y2O3
Φυσικές και χημικές ιδιότητες του οξειδίου του υττρίου
(1) η μοριακή μάζα είναι 225,82 g/mol και η πυκνότητα είναι 5,01 g/cm3;
(2) Σημείο τήξης 2410℃, σημείο βρασμού 4300℃, καλή θερμική σταθερότητα
(3) Καλή φυσική και χημική σταθερότητα και καλή αντοχή στη διάβρωση.
(4) Η θερμική αγωγιμότητα είναι υψηλή, η οποία μπορεί να φτάσει τα 27 W/(MK) στους 300K, η οποία είναι περίπου διπλάσια από τη θερμική αγωγιμότητα του γρανάτη αλουμινίου υττρίου (Y3Al5O12), το οποίο είναι πολύ ωφέλιμο για τη χρήση του ως μέσο εργασίας με λέιζερ·
(5) Το εύρος οπτικής διαφάνειας είναι ευρύ (0,29~8μm) και η θεωρητική διαπερατότητα στην ορατή περιοχή μπορεί να φτάσει περισσότερο από 80%.
(6) Η ενέργεια φωνονίου είναι χαμηλή και η ισχυρότερη κορυφή του φάσματος Raman βρίσκεται στα 377 cm.-1, το οποίο είναι ευεργετικό για τη μείωση της πιθανότητας μη ακτινοβολικής μετάβασης και τη βελτίωση της φωτεινής απόδοσης ανοδικής μετατροπής.
(7) Κάτω από 2200℃, Υ2O3είναι μια κυβική φάση χωρίς διπλή διάθλαση. Ο δείκτης διάθλασης είναι 1,89 στο μήκος κύματος των 1050nm. Μετατρέπεται σε εξαγωνική φάση πάνω από 2200℃;
(8) Το ενεργειακό χάσμα του Y2O3είναι πολύ ευρύ, έως 5,5 eV, και το ενεργειακό επίπεδο των ντοπαρισμένων τρισθενών ιόντων φωταύγειας σπάνιων γαιών είναι μεταξύ της ζώνης σθένους και της ζώνης αγωγιμότητας του Y2O3και πάνω από το ενεργειακό επίπεδο Fermi, σχηματίζοντας έτσι διακριτά κέντρα φωταύγειας.
(9)Υ2O3, ως υλικό μήτρας, μπορεί να φιλοξενήσει υψηλή συγκέντρωση τρισθενών ιόντων σπάνιων γαιών και να αντικαταστήσει το Y3+ιόντα χωρίς να προκαλούν δομικές αλλαγές.
Κύριες χρήσεις του οξειδίου του υττρίου
Το οξείδιο του υττρίου, ως λειτουργικό πρόσθετο υλικό, χρησιμοποιείται ευρέως στους τομείς της ατομικής ενέργειας, της αεροδιαστημικής, του φθορισμού, της ηλεκτρονικής, των κεραμικών υψηλής τεχνολογίας και ούτω καθεξής, λόγω των εξαιρετικών φυσικών ιδιοτήτων του, όπως η υψηλή διηλεκτρική σταθερά, η καλή αντοχή στη θερμότητα και η ισχυρή αντοχή στη διάβρωση.
Πηγή εικόνας: Δίκτυο
1, Ως υλικό μήτρας φωσφόρου, χρησιμοποιείται στους τομείς της απεικόνισης, του φωτισμού και της σήμανσης.
2, Ως υλικό μέσου λέιζερ, μπορούν να παρασκευαστούν διαφανή κεραμικά με υψηλή οπτική απόδοση, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως μέσο εργασίας λέιζερ για την επίτευξη εξόδου λέιζερ σε θερμοκρασία δωματίου.
3, Ως υλικό μήτρας φωταύγειας μετατροπής προς τα πάνω, χρησιμοποιείται στην ανίχνευση υπέρυθρων, στην επισήμανση φθορισμού και σε άλλους τομείς.
4, κατασκευασμένο σε διαφανή κεραμικά, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν για ορατούς και υπέρυθρους φακούς, σωλήνες λαμπτήρων εκκένωσης αερίου υψηλής πίεσης, κεραμικούς σπινθηριστές, παράθυρα παρατήρησης κλιβάνου υψηλής θερμοκρασίας, κ.λπ.
5, Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως δοχείο αντίδρασης, υλικό ανθεκτικό σε υψηλή θερμοκρασία, πυρίμαχο υλικό, κ.λπ.
6, Ως πρώτες ύλες ή πρόσθετα, χρησιμοποιούνται επίσης ευρέως σε υπεραγώγιμα υλικά υψηλής θερμοκρασίας, κρυσταλλικά υλικά λέιζερ, δομικά κεραμικά, καταλυτικά υλικά, διηλεκτρικά κεραμικά, κράματα υψηλής απόδοσης και άλλους τομείς.
Μέθοδος παρασκευής σκόνης οξειδίου του υττρίου
Η μέθοδος καθίζησης σε υγρή φάση χρησιμοποιείται συχνά για την παρασκευή οξειδίων σπάνιων γαιών, η οποία περιλαμβάνει κυρίως τη μέθοδο καθίζησης οξαλικού, τη μέθοδο καθίζησης όξινου ανθρακικού αμμωνίου, τη μέθοδο υδρόλυσης ουρίας και τη μέθοδο καθίζησης αμμωνίας. Επιπλέον, η κοκκοποίηση ψεκασμού είναι επίσης μια μέθοδος παρασκευής που έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως σήμερα. Μέθοδος καθίζησης αλατιού
1. μέθοδος καθίζησης οξαλικού
Το οξείδιο των σπάνιων γαιών που παρασκευάζεται με τη μέθοδο καθίζησης οξαλικού έχει τα πλεονεκτήματα του υψηλού βαθμού κρυστάλλωσης, της καλής κρυσταλλικής μορφής, της γρήγορης ταχύτητας διήθησης, της χαμηλής περιεκτικότητας σε ακαθαρσίες και της εύκολης λειτουργίας, η οποία είναι μια κοινή μέθοδος για την παρασκευή οξειδίου των σπάνιων γαιών υψηλής καθαρότητας στη βιομηχανική παραγωγή.
Μέθοδος καθίζησης όξινου ανθρακικού αμμωνίου
2. Μέθοδος καθίζησης με όξινο ανθρακικό αμμώνιο
Το όξινο ανθρακικό αμμώνιο είναι ένα φθηνό μέσο καθίζησης. Στο παρελθόν, οι άνθρωποι χρησιμοποιούσαν συχνά τη μέθοδο καθίζησης με όξινο ανθρακικό αμμώνιο για την παρασκευή μικτού ανθρακικού άλατος σπάνιων γαιών από διάλυμα έκπλυσης μεταλλεύματος σπάνιων γαιών. Σήμερα, τα οξείδια των σπάνιων γαιών παρασκευάζονται στη βιομηχανία με τη μέθοδο καθίζησης όξινου ανθρακικού αμμωνίου. Γενικά, η μέθοδος καθίζησης όξινου ανθρακικού αμμωνίου είναι η προσθήκη στερεού ή διαλύματος όξινου ανθρακικού αμμωνίου σε διάλυμα χλωριούχου σπάνιων γαιών σε μια ορισμένη θερμοκρασία. Μετά από γήρανση, πλύσιμο, ξήρανση και καύση, λαμβάνεται το οξείδιο. Ωστόσο, λόγω του μεγάλου αριθμού φυσαλίδων που δημιουργούνται κατά την καθίζηση του όξινου ανθρακικού αμμωνίου και της ασταθούς τιμής pH κατά την αντίδραση καθίζησης, ο ρυθμός σχηματισμού πυρήνων είναι γρήγορος ή αργός, γεγονός που δεν ευνοεί την ανάπτυξη κρυστάλλων. Προκειμένου να ληφθεί το οξείδιο με το ιδανικό μέγεθος σωματιδίων και μορφολογία, οι συνθήκες αντίδρασης πρέπει να ελέγχονται αυστηρά.
3. Καθίζηση ουρίας
Η μέθοδος καθίζησης ουρίας χρησιμοποιείται ευρέως στην παρασκευή οξειδίου των σπάνιων γαιών, η οποία δεν είναι μόνο φθηνή και εύκολη στη χρήση, αλλά έχει επίσης τη δυνατότητα να επιτύχει ακριβή έλεγχο της πυρήνωσης των προδρόμων και της ανάπτυξης σωματιδίων, επομένως η μέθοδος καθίζησης ουρίας έχει προσελκύσει όλο και περισσότερους ανθρώπους και έχει προσελκύσει εκτεταμένη προσοχή και έρευνα από πολλούς μελετητές σήμερα.
4. Κοκκοποίηση ψεκασμού
Η τεχνολογία κοκκοποίησης ψεκασμού έχει τα πλεονεκτήματα του υψηλού αυτοματισμού, της υψηλής παραγωγικής απόδοσης και της υψηλής ποιότητας πράσινης σκόνης, επομένως η κοκκοποίηση ψεκασμού έχει γίνει μια συνήθως χρησιμοποιούμενη μέθοδος κοκκοποίησης σκόνης.
Τα τελευταία χρόνια, η κατανάλωση σπάνιων γαιών σε παραδοσιακούς τομείς δεν έχει αλλάξει ουσιαστικά, αλλά η εφαρμογή της σε νέα υλικά έχει αυξηθεί σαφώς. Ως νέο υλικό, το νανοϋλικό οξύ (nanoY)2O3έχει ένα ευρύτερο πεδίο εφαρμογής. Σήμερα, υπάρχουν πολλές μέθοδοι για την παρασκευή νανο-Υ2O3υλικά, τα οποία μπορούν να χωριστούν σε τρεις κατηγορίες: μέθοδος υγρής φάσης, μέθοδος αέριας φάσης και μέθοδος στερεάς φάσης, μεταξύ των οποίων η μέθοδος υγρής φάσης είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη. Διακρίνονται σε πυρόλυση ψεκασμού, υδροθερμική σύνθεση, μικρογαλάκτωμα, sol-gel, σύνθεση καύσης και καθίζηση. Ωστόσο, τα σφαιροειδή νανοσωματίδια οξειδίου του υττρίου θα έχουν υψηλότερη ειδική επιφάνεια, επιφανειακή ενέργεια, καλύτερη ρευστότητα και διασπορά, κάτι στο οποίο αξίζει να εστιάσουμε.
Ώρα δημοσίευσης: 04 Ιουλίου 2022