Krystalová struktura oxidu yttritého
Oxid yttritý (Y2O3) je bílý oxid vzácných zemin nerozpustný ve vodě a zásadách a rozpustný v kyselinách. Jedná se o typický seskvioxid vzácných zemin typu C s objemově centrovanou kubickou strukturou.
Tabulka parametrů krystalu Y2O3
Schéma krystalové struktury Y2O3
Fyzikální a chemické vlastnosti oxidu yttritého
(1) molární hmotnost je 225,82 g/mol a hustota je 5,01 g/cm3;
(2) Bod tání 2410℃, bod varu 4300℃, dobrá tepelná stabilita;
(3) Dobrá fyzikální a chemická stabilita a dobrá odolnost proti korozi;
(4) Tepelná vodivost je vysoká, může dosáhnout 27 W/(MK) při 300 K, což je přibližně dvojnásobek tepelné vodivosti yttrium-hlinitého granátu (Y3Al5O12), což je velmi výhodné pro jeho použití jako laserového pracovního média;
(5) Rozsah optické průhlednosti je široký (0,29~8 μm) a teoretická propustnost ve viditelné oblasti může dosáhnout více než 80 %;
(6) Energie fononů je nízká a nejsilnější vrchol Ramanova spektra se nachází při 377 cm-1, což je výhodné pro snížení pravděpodobnosti neradiačního přechodu a zlepšení světelné účinnosti při up-conversion;
(7) Pod 2200℃, Y2O3je kubická fáze bez dvojlomu. Index lomu je 1,89 při vlnové délce 1050 nm. Nad 2200 nm se transformuje do hexagonální fáze.℃;
(8) Energetická mezera Y2O3je velmi široký, až do 5,5 eV, a energetická hladina dopovaných trojmocných luminiscenčních iontů vzácných zemin je mezi valenčním pásem a vodivostním pásem Y2O3a nad Fermiho energetickou hladinou, čímž vznikají diskrétní luminiscenční centra.
(9)Y2O3, jakožto matricový materiál, dokáže pojmout vysokou koncentraci trojmocných iontů vzácných zemin a nahradit Y3+ionty bez způsobení strukturálních změn.
Hlavní použití oxidu yttritého
Oxid yttritý jako funkční přísada se široce používá v oblastech atomové energie, letectví, fluorescence, elektroniky, high-tech keramiky atd. díky svým vynikajícím fyzikálním vlastnostem, jako je vysoká dielektrická konstanta, dobrá tepelná odolnost a silná odolnost proti korozi.
Zdroj obrázku: Síť
1, Jako fosforový matriční materiál se používá v oblasti zobrazování, osvětlení a značení;
2, Jako materiál pro laserové médium lze připravit průhlednou keramiku s vysokým optickým výkonem, kterou lze použít jako laserové pracovní médium pro dosažení laserového výstupu při pokojové teplotě;
3, Jako luminiscenční matricový materiál s up-conversion se používá v infračervené detekci, fluorescenčním značení a dalších oblastech;
4, Vyrobeno z průhledné keramiky, kterou lze použít pro viditelné a infračervené čočky, vysokotlaké výbojky, keramické scintilátory, pozorovací okna vysokoteplotních pecí atd.
5, Lze jej použít jako reakční nádobu, materiál odolný vůči vysokým teplotám, žáruvzdorný materiál atd.
6, Jako suroviny nebo přísady se také široce používají ve vysokoteplotních supravodivých materiálech, laserových krystalických materiálech, strukturální keramice, katalytických materiálech, dielektrické keramice, vysoce výkonných slitinách a dalších oblastech.
Způsob přípravy práškového oxidu yttritého
K přípravě oxidů vzácných zemin se často používá metoda srážení v kapalné fázi, která zahrnuje zejména metodu srážení oxaláty, srážení hydrogenuhličitanem amonným, hydrolýzu močovinou a srážení amoniakem. Kromě toho je v současnosti široce rozšířenou metodou přípravy také rozprašovací granulace. Metoda srážení solí
1. metoda srážení oxalátů
Oxid vzácných zemin připravený metodou srážení oxalátem má výhody vysokého stupně krystalizace, dobré krystalové formy, rychlé filtrace, nízkého obsahu nečistot a snadné obsluhy, což je běžná metoda pro přípravu vysoce čistého oxidu vzácných zemin v průmyslové výrobě.
Metoda srážení hydrogenuhličitanem amonným
2. Metoda srážení hydrogenuhličitanem amonným
Hydrogenuhličitan amonný je levné srážedlo. V minulosti se k přípravě směsného uhličitanu vzácných zemin z loužicího roztoku rudy vzácných zemin často používala metoda srážení hydrogenuhličitanem amonným. V současné době se oxidy vzácných zemin v průmyslu připravují metodou srážení hydrogenuhličitanem amonným. Metoda srážení hydrogenuhličitanem amonným obvykle spočívá v přidání pevného hydrogenuhličitanu amonného nebo jeho roztoku do roztoku chloridu vzácných zemin při určité teplotě. Po stárnutí, promytí, sušení a vypálení se získá oxid. Vzhledem k velkému počtu bublin, které vznikají během srážení hydrogenuhličitanu amonného, a nestabilní hodnotě pH během srážecí reakce je však rychlost nukleace rychlá nebo pomalá, což nevede k růstu krystalů. Aby se získal oxid s ideální velikostí částic a morfologií, musí být reakční podmínky přísně kontrolovány.
3. Srážení močoviny
Metoda srážení močoviny se široce používá při přípravě oxidů vzácných zemin. Je nejen levná a snadno se používá, ale má také potenciál dosáhnout přesné kontroly nukleace prekurzorů a růstu částic. Proto si metoda srážení močoviny v současnosti získává stále větší oblibu a přitahuje rozsáhlou pozornost a výzkum mnoha vědců.
4. Sprejová granulace
Technologie rozprašovací granulace má výhody vysoké automatizace, vysoké výrobní efektivity a vysoké kvality zeleného prášku, takže se rozprašovací granulace stala běžně používanou metodou granulace prášku.
V posledních letech se spotřeba vzácných zemin v tradičních oblastech zásadně nezměnila, ale jejich použití v nových materiálech se zjevně zvýšilo. Nano-Y jako nový materiál...2O3má širší oblast použití. V dnešní době existuje mnoho metod pro přípravu nano Y2O3materiály, které lze rozdělit do tří kategorií: metoda v kapalné fázi, metoda v plynné fázi a metoda v pevné fázi, z nichž nejpoužívanější je metoda v kapalné fázi. Dělí se na sprejovou pyrolýzu, hydrotermální syntézu, mikroemulzi, sol-gel, spalovací syntézu a precipitaci. Sféroidizované nanočástice oxidu yttritého však budou mít vyšší specifický povrch, povrchovou energii, lepší tekutost a disperzitu, na což stojí za to se zaměřit.
Čas zveřejnění: 4. července 2022