Struktura krystaliczna tlenku itru
Tlenek itru (Y2O3) jest białym tlenkiem ziem rzadkich nierozpuszczalnym w wodzie i alkaliach, a rozpuszczalnym w kwasach. Jest to typowy seskwitlenek ziem rzadkich typu C o strukturze sześciennej centrowanej na ciele.
Tabela parametrów kryształu Y2O3
Schemat struktury krystalicznej Y2O3
Właściwości fizyczne i chemiczne tlenku itru
(1) masa molowa wynosi 225,82 g/mol, a gęstość 5,01 g/cm3;
(2) Temperatura topnienia 2410℃, temperatura wrzenia 4300℃, dobra stabilność termiczna;
(3) Dobra stabilność fizyczna i chemiczna oraz dobra odporność na korozję;
(4) Przewodność cieplna jest wysoka i może osiągnąć 27 W/(MK) przy 300 K, co stanowi około dwukrotność przewodności cieplnej granatu itrowo-glinowego (Y3Al5O12), co jest bardzo korzystne w przypadku jego wykorzystania jako medium roboczego lasera;
(5) Zakres przejrzystości optycznej jest szeroki (0,29~8 μm), a teoretyczna transmisja w obszarze widzialnym może osiągnąć ponad 80%;
(6) Energia fononów jest niska, a najsilniejszy pik widma Ramana znajduje się przy 377 cm-1, co jest korzystne ze względu na zmniejszenie prawdopodobieństwa przejścia bezpromienistego i poprawę wydajności świetlnej konwersji w górę;
(7) Poniżej 2200℃, Y2O3jest fazą sześcienną bez dwójłomności. Współczynnik załamania światła wynosi 1,89 przy długości fali 1050 nm. Przekształca się w fazę heksagonalną powyżej 2200℃;
(8) Przerwa energetyczna Y2O3jest bardzo szeroki, do 5,5eV, a poziom energetyczny domieszkowanych trójwartościowych jonów luminescencyjnych ziem rzadkich mieści się pomiędzy pasmem walencyjnym a pasmem przewodnictwa Y2O3i powyżej poziomu energii Fermiego, tworząc w ten sposób dyskretne centra luminescencyjne.
(9)T2O3, jako materiał matrycowy, może pomieścić wysokie stężenie trójwartościowych jonów ziem rzadkich i zastąpić jon Y3+jony nie powodując zmian strukturalnych.
Główne zastosowania tlenku itru
Tlenek itru, jako dodatek funkcjonalny, jest szeroko stosowany w energetyce atomowej, lotnictwie, fluorescencji, elektronice, ceramice high-tech i tak dalej ze względu na swoje doskonałe właściwości fizyczne, takie jak wysoka stała dielektryczna, dobra odporność na ciepło i korozję.
Źródło obrazu: Sieć
1. Jako materiał matrycy fosforowej jest stosowany w dziedzinach wyświetlania, oświetlenia i znakowania;
2. Jako materiał na nośnik lasera można przygotować przezroczystą ceramikę o wysokich parametrach optycznych, którą można wykorzystać jako nośnik lasera w celu uzyskania mocy lasera w temperaturze pokojowej;
3. Jako materiał matrycy luminescencyjnej o podwyższonej konwersji jest stosowany w detekcji podczerwieni, znakowaniu fluorescencyjnym i innych dziedzinach;
4. Wykonane z przezroczystej ceramiki, która może być stosowana do soczewek widzialnych i podczerwonych, lamp wyładowczych wysokociśnieniowych, scyntylatorów ceramicznych, okien obserwacyjnych pieców wysokotemperaturowych itp.
5. Może być stosowany jako naczynie reakcyjne, materiał odporny na wysokie temperatury, materiał ogniotrwały itp.
6. Jako surowce lub dodatki są one również szeroko stosowane w materiałach nadprzewodzących wysokotemperaturowych, materiałach kryształów laserowych, ceramice konstrukcyjnej, materiałach katalitycznych, ceramice dielektrycznej, stopach o wysokiej wydajności i innych dziedzinach.
Metoda przygotowania proszku tlenku itru
Metoda wytrącania w fazie ciekłej jest często stosowana do przygotowywania tlenków ziem rzadkich, co obejmuje głównie metodę wytrącania szczawianu, metodę wytrącania wodorowęglanu amonu, metodę hydrolizy mocznika i metodę wytrącania amoniaku. Ponadto granulacja natryskowa jest również metodą przygotowywania, która jest obecnie szeroko stosowana. Metoda wytrącania soli
1. metoda wytrącania szczawianów
Tlenek pierwiastków ziem rzadkich otrzymywany metodą wytrącania szczawianu charakteryzuje się wysokim stopniem krystalizacji, dobrą formą kryształu, dużą szybkością filtracji, niską zawartością zanieczyszczeń i łatwością obsługi, co stanowi powszechną metodę przygotowywania wysokiej czystości tlenku pierwiastków ziem rzadkich w produkcji przemysłowej.
Metoda wytrącania wodorowęglanu amonu
2. Metoda wytrącania wodorowęglanu amonu
Wodorowęglan amonu jest tanim środkiem strącającym. W przeszłości ludzie często stosowali metodę strącania wodorowęglanem amonu do przygotowywania mieszanego węglanu ziem rzadkich z roztworu ługującego rudy ziem rzadkich. Obecnie tlenki ziem rzadkich są przygotowywane metodą strącania wodorowęglanem amonu w przemyśle. Ogólnie rzecz biorąc, metoda strącania wodorowęglanem amonu polega na dodaniu stałego wodorowęglanu amonu lub roztworu do roztworu chlorku ziem rzadkich w określonej temperaturze. Po starzeniu, przemyciu, wysuszeniu i spaleniu uzyskuje się tlenek. Jednak ze względu na dużą liczbę pęcherzyków wytwarzanych podczas strącania wodorowęglanu amonu i niestabilną wartość pH podczas reakcji strącania, szybkość nukleacji jest szybka lub wolna, co nie sprzyja wzrostowi kryształów. Aby uzyskać tlenek o idealnej wielkości cząstek i morfologii, warunki reakcji muszą być ściśle kontrolowane.
3. Wytrącanie mocznika
Metoda wytrącania mocznika jest powszechnie stosowana do otrzymywania tlenków ziem rzadkich. Jest nie tylko tania i łatwa w obsłudze, ale także umożliwia dokładną kontrolę krystalizacji prekursorów i wzrostu cząstek. Dlatego też metoda wytrącania mocznika cieszy się coraz większą popularnością i obecnie cieszy się dużym zainteresowaniem oraz jest przedmiotem badań wielu naukowców.
4. Granulacja natryskowa
Technologia granulacji natryskowej charakteryzuje się wysokim stopniem automatyzacji, wysoką wydajnością produkcji i wysoką jakością zielonego proszku. Dlatego też granulacja natryskowa stała się powszechnie stosowaną metodą granulacji proszku.
W ostatnich latach zużycie metali ziem rzadkich w tradycyjnych dziedzinach zasadniczo się nie zmieniło, ale ich zastosowanie w nowych materiałach wyraźnie wzrosło. Jako nowy materiał, nano Y2O3ma szersze pole zastosowań. Obecnie istnieje wiele metod przygotowywania nano Y2O3materiały, które można podzielić na trzy kategorie: metoda fazy ciekłej, metoda fazy gazowej i metoda fazy stałej, wśród których metoda fazy ciekłej jest najszerzej stosowana. Dzielą się na pirolizę natryskową, syntezę hydrotermalną, mikroemulsję, sol-żel, syntezę spalania i wytrącanie. Jednak sferoidyzowane nanocząstki tlenku itru będą miały większą powierzchnię właściwą, energię powierzchniową, lepszą płynność i dyspersję, na czym warto się skupić.
Czas publikacji: 04-07-2022