Struktura krystaliczna tlenku itru
Tlenek itru (Y2O3) to biały tlenek pierwiastka ziem rzadkich nierozpuszczalny w wodzie i zasadach oraz rozpuszczalny w kwasie. Jest to typowy półtoratlenek pierwiastka ziem rzadkich typu C o strukturze sześciennej skupionej na ciele.
Tabela parametrów kryształu Y2O3
Schemat struktury kryształu 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) w temperaturze 300 K, czyli około dwukrotnie większą przewodność cieplną granatu itrowo-glinowego (Y3Al5O12), co jest bardzo korzystne przy jego zastosowaniu jako medium roboczego lasera;
(5) Zakres przezroczystości optycznej jest szeroki (0,29 ~ 8 μm), a teoretyczna przepuszczalność w obszarze widzialnym może sięgać ponad 80%;
(6) Energia fononów jest niska, a najsilniejszy pik widma Ramana znajduje się przy 377 cm-1, co jest korzystne w celu zmniejszenia prawdopodobieństwa przejścia niepromienistego i poprawy efektywności świetlnej konwersji w górę;
(7) Poniżej 2200℃, Y2O3jest fazą sześcienną bez dwójłomności. Współczynnik załamania światła wynosi 1,89 przy długości fali 1050 nm. Przejście w fazę heksagonalną powyżej 2200℃;
(8) Luka energetyczna Y2O3jest bardzo szeroki, aż do 5,5 eV, a poziom energii domieszkowanych trójwartościowych jonów luminescencyjnych pierwiastków ziem rzadkich mieści się pomiędzy pasmem walencyjnym a pasmem przewodnictwa Y2O3i powyżej poziomu energii Fermiego, tworząc w ten sposób dyskretne centra luminescencyjne.
(9)Y2O3, jako materiał matrycy, może pomieścić wysokie stężenie trójwartościowych jonów ziem rzadkich i zastąpić Y3+jony bez powodowania zmian strukturalnych.
Główne zastosowania tlenku itru
Tlenek itru, jako funkcjonalny dodatek, jest szeroko stosowany w dziedzinie energii atomowej, lotnictwa, fluorescencji, elektroniki, ceramiki high-tech itd. ze względu na jego doskonałe właściwości fizyczne, takie jak wysoka stała dielektryczna, dobra odporność na ciepło i silna korozja opór.
Źródło obrazu: Sieć
1, Jako materiał matrycy fosforowej jest stosowany w dziedzinie wyświetlania, oświetlenia i znakowania;
2. Jako materiał na nośnik laserowy można przygotować przezroczystą ceramikę o wysokich parametrach optycznych, którą można wykorzystać jako laserowe medium robocze do realizacji mocy lasera w temperaturze pokojowej;
3, Jako materiał matrycy luminescencyjnej o konwersji w górę, jest on stosowany w detekcji podczerwieni, znakowaniu fluorescencyjnym i innych dziedzinach;
4, Wykonane z przezroczystej ceramiki, które można stosować do soczewek widzialnych i podczerwonych, wysokociśnieniowych lamp wyładowczych, 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 wysokotemperaturowych materiałach nadprzewodzących, materiałach z kryształów laserowych, ceramice strukturalnej, materiałach katalitycznych, ceramice dielektrycznej, stopach o wysokiej wydajności i innych dziedzinach.
Metoda otrzymywania proszku tlenku itru
Do wytwarzania tlenków metali ziem rzadkich często stosuje się metodę wytrącania w fazie ciekłej, która obejmuje głównie metodę wytrącania szczawianem, metodę wytrącania wodorowęglanem amonu, metodę hydrolizy mocznika i metodę wytrącania amoniakiem. Ponadto granulacja rozpyłowa jest również metodą wytwarzania, która jest obecnie szeroko stosowana. Metoda wytrącania soli
1. Metoda wytrącania szczawianów
Tlenek pierwiastka ziem rzadkich przygotowany metodą wytrącania szczawianu ma zalety wysokiego stopnia krystalizacji, dobrej postaci krystalicznej, dużej szybkości filtracji, niskiej zawartości zanieczyszczeń i łatwej obsługi, co jest powszechną metodą wytwarzania tlenku pierwiastka ziem rzadkich o wysokiej czystości w produkcji przemysłowej.
Metoda wytrącania wodorowęglanem amonu
2. Metoda wytrącania wodorowęglanem amonu
Wodorowęglan amonu jest tanim środkiem strącającym. W przeszłości ludzie często stosowali metodę wytrącania wodorowęglanem amonu w celu przygotowania mieszanego węglanu pierwiastków ziem rzadkich z roztworu ługującego rudy pierwiastków ziem rzadkich. Obecnie tlenki metali ziem rzadkich wytwarza się w przemyśle metodą wytrącania wodorowęglanem amonu. Ogólnie rzecz biorąc, metoda wytrącania wodorowęglanem amonu polega na dodaniu stałego lub roztworu wodorowęglanu amonu do roztworu chlorku ziem rzadkich w określonej temperaturze. Po starzeniu, myciu, suszeniu i spalaniu otrzymuje się tlenek. Jednakże ze względu na dużą liczbę pęcherzyków powstających podczas wytrącania wodorowęglanu amonu oraz niestabilną wartość pH podczas reakcji wytrącania, tempo zarodkowania jest szybkie lub wolne, co nie sprzyja wzrostowi kryształów. Aby otrzymać tlenek o idealnej wielkości cząstek i morfologii, należy ściśle kontrolować warunki reakcji.
3. Wytrącanie mocznika
Metoda wytrącania mocznika jest szeroko stosowana do wytwarzania tlenku pierwiastka ziem rzadkich, który jest nie tylko tani i łatwy w obsłudze, ale także może zapewnić dokładną kontrolę zarodkowania prekursora i wzrostu cząstek, dlatego metoda wytrącania mocznika przyciąga coraz więcej ludzi zyskało uznanie i przyciągnęło obecnie szerokie zainteresowanie i badania wielu uczonych.
4. Granulacja natryskowa
Technologia granulacji natryskowej ma zalety wysokiej automatyzacji, wysokiej wydajności produkcji i wysokiej jakości zielonego proszku, dlatego granulacja natryskowa stała się powszechnie stosowaną metodą granulacji proszku.
W ostatnich latach zużycie pierwiastków ziem rzadkich w tradycyjnych dziedzinach zasadniczo się nie zmieniło, ale wyraźnie wzrosło ich zastosowanie w nowych materiałach. Jako nowy materiał nano Y2O3ma szersze pole zastosowania. Obecnie istnieje wiele metod przygotowania nano Y2O3materiały, które można podzielić na trzy kategorie: metoda fazy ciekłej, metoda fazy gazowej i metoda fazy stałej, wśród których najpowszechniej stosowana jest metoda fazy ciekłej. Dzieli się je na pirolizę natryskową, syntezę hydrotermalną, mikroemulsję, zol-żel, spalanie synteza i wytrącanie. Jednakże sferoidyzowane nanocząstki tlenku itru będą miały większą powierzchnię właściwą, energię powierzchniową, lepszą płynność i dyspersję, na czym warto się skupić.
Czas publikacji: 04 lipca 2022 r